水热合成磷酸铁钴锂及其电化学性能研究(2)
1.1 锂离子电池简介
1.1.1 锂离子电池的发展历史 能源和环境是人类面临的两个严峻问题，开发清洁可再生的新能源是世界经济发展过程中最具决定性影响的技术领域之一。其中，锂离子电池就是一类具有战略意义的新型能源，被认为应优先发展的技术。锂离子电池具有工作电压高、能量密度高、自放电小、安全环保性好等优点，在新能源及环境保护等重大技术领域发展中都具有举足轻重的地位和作用。 锂是重量最轻，电极电位最负的一种金属元素，长期以来受到人们的极大的关注源Y自Z吹冰W.论~文'网·www.chuibin.com。人们希望以锂为电极材料制造出高比能量的蓄电池。二十世纪 70年代，出现了以锂为负极的各种高比能量锂一次电池，并得到了广泛应用。随着技术的发展，二十世纪 80年代出现了二次锂电池，它是以金属锂为负极，MnO2、MnS2等为正极，LiClO4的有机溶液为电解层。这类电池具有能量密度高的特点，但它存在安全性差和充放电寿命短的问题。因为这类电池反复充放电后，充电时在负极表面会形成枝晶，造成电池软短路，使电池局部温度升高，熔化隔膜，软短路变成硬短路，电池被毁，甚至爆炸起火。 至二十世纪90年代初，日本索尼公司首先推出了锂离子电池，它以锂在碳材料中的嵌入、脱嵌反应代替了金属锂的溶解、沉积反应，避免了电极表层上形成枝晶的问题，从而使锂离子电池的安全性和循环寿命远远高于锂蓄电池，实现了锂离子电池的商业化生产。1999年日本率先实现了聚合物锂离子蓄电池的商品化。松下从 1999 年1月开始月产30万只500mAh聚合物锂离子蓄电池。 随着新的应用对电池提出更高的要求,锂离子电池的性能也在不断提高。正极材料正在从钴酸锂向钴酸锂、锰酸锂、镍钴酸锂并存的方向发展。负极材料中的碳材料方面也在向多元化发展。电解液中的聚合物潜力巨大，发展迅猛。电池工业进步的动力主要来源于电池材料，其研究开发与生产水平决定和制约着一个国家电池工业水平。而目前，制约我国电池行业发展的瓶颈就在于电池材料开发滞后，质量难以保证，许多电池材料依赖进口，难以形成价格和成本的优势。
1.1.2 锂离子电池的用途及原理 锂离子电池因具有比能量高、循环性能好、自放电小、无记忆效应等优点，近些年在数码相机、笔记本电脑、电动车及军用通信等领域得到广泛运用。 锂离子电池主要由正极、负极、隔膜及电解液等组成，其中正极材料提供锂离子，对电池的性能起着至关重要的作用，国内外研究者较多。 锂离子电池已经成为我们生活中不可缺少的必需品，开发研制出高性能、低成本的锂离子电池具有广阔的市场前景。目前，我国不仅是锂离子电池生产、需求大国，还是锂离子出口大国，比亚迪、比克、天津力神等公司已跻身世界 TOP10锂电制造商的行列[2]。据中国电池行业深度研究报告的统计，目前仅我国前十大锂电制造商生产的锂离子二次电池就已经超过了10亿只当前许多知名的汽车制造商都致力于开发采用锂离子动力电池的电动汽车，国家 863 计划设立了电动汽车重大专项，特别对 HEV（混合动力汽车）、PHEV（外接充电式混合动力汽车）、FCV（燃料电池车）用动力锂离子电池关键材料和电池的研发给予大力支持。
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