不同前驱体对LiCoPO4/C正极材料的影响(2)
当对锂离子电池进行充电时，在电池的正极上就会有Li+产生，而产生的Li+通过电解液传输到了电池的负极。由于负极内的碳是层状结构，结构中存在很多微孔，到达负极的Li+就会嵌入到负极的碳层的微孔中，嵌入的Li+越多，充电容量也就越高。相反，如果对电池进行放电时(即我们使用电池的过程)，嵌在负极碳层中的Li+就会脱出，又经过电解液的传输回到正极。同样回到正极的Li+越多，放电容量越高[1]。图1-1表示了其工作原理[2]。
图1-1 锂离子电池的工作原理
锂离子电池充放电过程的表达式为[3]：
总反应：LiCoPO4+nC Li1 -xCoPO4+LixCn (1-1)
正极反应：LiCoPO4 Li1 –xCoPO4+xLi++xe- (1-2)
负极反应：C+xLi+ LixC-xe- (1-3)
锂离子电池通常情况下充电电流设定在0.2C~1C之间。若电流越大，充电越快，但是电池发热也越大。而且，过大的电流充电，容易导致电池的容量不够满，因为电池内部的电化学反应需要一定的时间。就像倒啤酒一样，倒太快的话就会产生泡沫，反而倒不满。
1.1.2 锂离子电池的主要特点
锂离子电池是一种新型的绿色二次电池，近几年来得到了迅速的发展，应用的领域也是越来越广。其主要归因于一下诸多优点[4,5]：
(1) 电容量大——电容量可以达到同等镍镉蓄电池的两倍；
(2) 比能量高——其重量较轻、体积较小，其比能量是Ni-Cd的两倍以上，并且比同比容量的Ni-MxH电池重量轻50%，体积小30%；
(3) 能量可转换效率高——其能量转换效率高达96%，远远超过Ni-Cd电池(55%~75%)和MH-Ni电池(55%~65%)；
(4) 工作温度范围大——可工作温度范围为-20℃~+50℃，可提升的工作温度范围为-40℃~+70℃；
(5) 自放电损失小——30天的自放电损失低于5%；
(6) 安全性能好——无公害；
(7) 记忆效应消除——保证了充放电使用可以随时反复进行。无记忆效应.作为Li-ion前身的锂电池，因金属锂易形成枝晶发生短路，因此缩减了其应用领域：Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素：部分工艺(如烧结式)的Ni-Cd电池存在的一大弊病为“记忆效应”，严重束缚电池的使用，但锂离子电池根本不存在这方面的问题。
(8) 环境友好——不含有铅、汞、镉等有害重金属元素，被称为“绿色化学能源”；
（9） 锂离子电池可以方便地对残留进行容量测试。
1.1.3 锂离子电池的正极材料
锂离子电池通常被用作过渡金属氧化物正极材料。首先，作为过渡金属的混合价态，从而使电子传导性的理想的，其次是因为它是不容易的歧化反应[5]。理论上材料具有层状结构，并能尖晶石结构的锂离子电池作为阴极材料，但由于在制备过程中，使最常用的正极材料为钴系正极材料，镍正极材料，锰正极材料，钒基正极材料。
钴类正极材料层状锂钴氧化物(LiCoO2)的结构为代表。在80年代初，最早由古德诺等[7]钴酸锂的层状结构，而且还可以在锂离子锂正极材料的第一可逆地嵌入/脱嵌找到。由于钴酸锂生产工艺相对简单，稳定的电化学性能优势，使其成为最古老的商业锂离子电池正极材料，是目前最广泛使用的正极材料[8] 。锂钴氧化物归因于三方晶，α- NaFeO2型层状结构[9]，两文层状结构，氧原子采取扭曲的立方紧密堆积的序列[20] ，钴和锂占据八面体的立方紧密堆积(3a)和(3b)的位置，如图1-2所示。
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