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3.3.1 样品S1 纯水 17
3.3.2 样品S2 18
3.3.3 样品S3 20
3.3.4 样品S4 22
3.3.5样品S5 23
3.3.6各样品同扫描速率比较 25
4实验结论与展望 28
4.1结论 28
4.2展望 28
致谢 30
参考文献 31
1绪论
1.1锂离子电池研究背景
上世纪七十年代发生的石油危机告诫人们要开发新的可再生能源来替代石油等常规能源的使用。特定的时代背景造就了锂离子二次电池的产生。最早作为锂离子二次电池的负极材料是金属锂，但是由于在充电过程金属锂会生成枝晶结构，从而导致严重的安全问题。为了解决这一问题，经过十几年的努力，Goodenough等人在八十年代初指出锂离子电池的正极材料可以使用钴酸锂(LiCoO2)，这便是最早的锂离子电池。随着研究的深入进行，5年以后，金属锂被碳材料所取代[1]。而在1990年，索尼公司完成了以钴酸锂(LiCoO2)作为正极材半-,碳为负极材料的实验室制备及使用阶段，并于一年后实现了该种电池的商业化[2]。自此之后，锂离子电池以其高比能量，绿色环保等优点备受青睐。
1.2 锂离子电池的发展现状
1.3 锂离子电池的工作原理及结构特点
锂离子电池的前身就是锂电池，即用锂离子取代锂单质嵌入特定化合物作为电
池正极材料的总称。锂离子电池的主要部件包括正极、负极、隔膜、电解液和电池外壳。锂离子电池的正负极都是可以快速脱嵌锂的化合物。
而正极材料则是整个电池的重中之重。正极一般选择相对电势较高且在工作时性能稳定的嵌锂化合物，比如锰酸锂，钻酸锂以及最近出现的磷酸铁锂。要能成为合格的正极材料必须拥有较高的充放电电位、牢固的结构(利于锂离子的嵌入、脱出)、成本低、绿色环保等优势。因此，正在研究使用的正极材料主要分为三类:第一类是层状物质，第二类是尖晶石类物质，第三类是橄榄石类物质[7]。
负极材料一般为电势几乎接近锂单质的可嵌锂物质，比如石墨，或者类型石墨结构的炭材料。负极材料的地位仅居其次，其选择也同样重要，要能成为负极材料则一定要电导率良好，晶体结构牢固(锂离子的可逆脱嵌而结构不改变)。而目前商业化大量生产和投入使用的负极材料主要是碳素材料，未商业化的小批量使用的则有锡基复合材料[8]，含锂的氮化物[9]、硅基化合物[10]等。
隔膜的作用主要是将电池的正、负两极隔离，避免两极直接接触而发生短路。
另外，作为隔膜还应要有能使电解液里的工作离子穿过的能力。商业化的隔膜主要是聚烯烃类材料，包括聚乙烯、聚丙烯等。
锂离子电池电解液，一般是由有机溶剂和电解质(锂盐)组成。通常电解液为混合性的溶剂，而碳酸乙烯醋(EC)由于其优良的成膜特性，成为了大多数电解液的主要组成溶质，目前锂电池使用的主要溶剂为以EC为基础的二元甚至是三元的混合溶剂，如EC+DMC(碳酸二甲酯), EC+DEC（碳酸二乙酯) , EC+DMC+EMC等。在众多的锂盐电解质中，LiPF6,以其特有的优势而成为了现阶段使用最为广泛的溶质。目前大量应用的溶剂则主要是碳酸脂系列中的一种或者几种的混合溶剂[ 11]。电解液中还可以添加一些特性物质用来提高导电性能。
至于锂离子电池的电池外壳，分为钢壳(己经很少使用的方型)、镀镍铁壳(圆
柱型电池使用)、铝壳、铝塑膜(软包装)等，当然不能缺少电池的盖帽，即电池正
极和负极的引出端。