中国粉体网讯 锂离子电池：是一种二次电池（充电电池），主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。锂系电池分为锂电池和锂离子电池。手机和笔记本电脑使用的都是锂离子电池，通常人们俗称其为锂电池。而真正的锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池没有得到长期应用。
锂离子电池的发展历程
锂离子电池产生阶段（1950—1980年）
1970年埃克森的M.S.Whittingham采用硫化钛作为正极材料，金属锂作为负极材料，制成首个锂电池。
日本的三洋公司在1975年开发了LiMnO2电池（锂电池），随后锂二次电池开始量产。这种电池负极采用的是金属锂材质，在充放电过程中容易造成电池短路，引起爆炸等安全性问题，些因素无疑限制了锂离子电池的发展。
锂离子电池快速发展阶段（1980—2000年）
1980年Armand提出以可嵌入式材料替代金属锂作为电池负极材料。
1982年伊利诺伊理工大学的R.R.Agarwal和J.R.Selman发现锂离子具有嵌入石墨的特性，人们尝试利用锂离子嵌入石墨的特性制作充电电池。首个可用的锂离子石墨电极由贝尔实验室试制成功。
1992年日本SONY公司最早开发了商业化的锂离子电池。用LiCoO2作为正极材料和碳作为负极材料，在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，大地推动了锂离子电池商业化的进程。
锂离子电池发展的新阶段（2000年至今）
2000年以后锂离子电池的发展逐渐成熟，直至今日锂离子电池在生活中的应用随处可见，小到手机、笔记本电脑，大到电动汽车、航空领域等，极材料与负极材料也越来越丰富。
锂离子电池性能特点
锂离子电池由于其比能量高、无记忆效应、工作电压高、安全、寿命长及循环性能好等优点，被广泛用于电动汽车、电子设备以及储能设备中。
①比能量高
锂离子电池的质量比能量是酸铅电池的4倍，是镍镉电池的2倍以上。也就是说同样储能条件下体积仅是镍镉电池的一半。所以现代化的便携式电子设备使用锂离子电池可以减轻重量，缩小体积。
②工作电压高
一般单体锂离子电池的电压约为3.6V，有些可达到4V以上。是铅酸电池的2倍，镍镉
电池和镍氢电池的3倍。
③循环使用寿命长
80%DOD(放电深度)充放电可达1200次以上，远远高于其他电池，具有非常高的经济实用性。
④自放电小
一般月均放电率在10%以下，Ni-Cd电池为25-30%，Ni-MH电池为30-35%，不到镍镉电池和镍氢电池的一半。
⑤绿色、实用
电池材料不会造成环境污染，被称为“绿色电池”；具有较好的加工灵活性，可制成各种形状的电池；工作温度为-25~45℃，随着电解液和正极的改进，期望能扩宽到-40～70℃。
表1四种二次电池性能比较
锂离子电池的工作原理
当对电池进行充电时，正极失去电子，锂离子从正极材料的晶格脱出，进入电解池，穿过隔膜后运动到负极。同时到达负极一侧的锂离子嵌入到负极材料，此外电子也经由外电路到达负极，负极得到的电子与嵌入的锂离子结合形成锂碳层间化合物。
当电池放电时，发生相反的过程。由此可见，在充放电过程中，锂离子和电子的运动方向是一致的。不同的是锂离子是在电路中往返运动，而电子则是经过外电路传输。
锂离子电池材料的分类
商业化使用的锂离子电池的正极材料按结构可以分为三类：
六方层状晶体结构的 LiCoO2
立方尖晶石晶体结构的 LiMn2O4
正交橄榄石晶体结构的 LiFePO4
负极材料分类：
电解质分类：
电解质盐种类很多，主要有LiPF6、LiClO4和LiAsF6等。
LiPF6：离子电导率较好、稳定性也不错而且对环境污染较轻，是目前首选的锂离子电池电解质，缺点是价格较高。
LiClO4：是早期研究的电解质锂盐，具有很强的氧化性，容易引起电池安全性问题，目前使用较少。
LiAsF6：导电性较好，但是As元素的毒性限制了它的使用。
锂离子电池具有明显优于传统二次电池的特点，但在实际应用中也还是存在一些缺点，例如能量密度低、倍率性能不够等问题。所以下一步锂离子电池的发展将重点在提升能量密度的方向，其中包括采用金属锂作为负极材料、嵌入式化合物作为正极材料、聚合物固态电解质和采用锂-硫电池、锂-空气电池等。
