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目前，全球科技界和工业界都在大力发展锂电池及其相关技术，研究、开
发新型锂电池相关的材料，提高电池的性能并降低其成本，因此该技术领域具有广阔的发展前景和现实意义。
1.2 锂电池的发展和现状
1970年，锂一次电池开始实现产业化。进入20世纪80年代，聚合物固体电解质研制成功，以及可在低电压条件下充电的金属锂替代材料开发的成功，实现了锂二次电池的应用。在此期间，Goodenough等人成功地合成了能可逆地插入和脱出锂的层状结构化合物LiMO2(M=Ni、Co、Ni、Mn、Fe、V)随后，Armand[3]提出了“摇椅式”锂离子二次电池，采用能储存和交换锂离子的层状化合物作为锂二次电池的正负极材料，这样伴随着充电和放电，锂离子就可以来回移动了。1990年日本SONY公司在前人研究的基础上率先采用层状结构的LiCoO2作为正极,研制成功了锂离子二次电池，也就是所谓的“摇椅电池”。Goodenough等人以LiC6取代了金属锂做为负极材料从而提高电池循环充放电可逆性、寿命和安全性能。这一应用使电池的安全性能得到了有力的保证。如今的锂二次电池己经成为相当重要的化学电源。表1.1是锂二次电池与其它二次电池性能的比较
表1.1锂二次电池与其它二次电池性能的比较
1.3 锂电池的工作原理
锂离子电池是用两个可以正逆地嵌入和脱出Li+的化合物作为正、负极而构成的二次电池，实际上它是一种 Li+浓差电池。其正、负极材料均为插层化合物,并且具有 Li+嵌入与脱出的一文、二文或三文通道,而本身的骨架的结构在 Li+嵌入和脱出过程中均能保持不变。
正极材料一般选择相对电势较高,能够在空气中稳定嵌锂的过渡金属氧化物。主要有层状结构的 LiMO2和尖晶石结构的 LiM2O4化合物以及橄榄石结构的 LiMPO4(M=Co、Ni、Mn、Fe、V 等过渡金属)。负极材料选择电势尽可能接近金属锂的可嵌锂材料,常用负极材料主要有碳材料、金属氧化物，多元锂合金等。
电解液一般为溶有 LiPF6、LiClO4、LiBF4 等锂盐的有机溶剂。有机溶剂主要有 EC(碳酸乙烯酯)、PC(碳酸丙烯酯)、BC(碳酸丁烯酯)、DMC(碳酸二甲酯)、DEC(碳酸二乙酯)等一种或几种的混合物。锂离子电池隔膜通常选用高强度、薄膜化的聚烯烃多孔膜。常用的隔膜有单层或多层的聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)微孔隔膜，如Celgard2300 隔膜为 PP/PE/PP 三层微孔隔膜。 锂离子电池工作原理如图 1.2 所示。由左半图可知,Li+在充电时从正极脱出，经电解质嵌入到负极,正极处于贫锂态，负极处于富锂态，同时补偿电荷从外电路供给负极，以保证负极的电荷平衡。放电时正好相反(右半图)。由于锂离子电池在正、负极中有着较为固定的位置和空间，因此充放电反应的可逆性很好，从而保证了电池工作的安全性和较长的循环寿命[4]