文 献 综 述

1研究背景及意义

由于世界人口的日益增加、地球资源的日益紧缺，煤炭、石油等化石燃料的大量使用带来了严重的环境污染问题，人们不得不提高对资源的利用率，这不仅关系到社会的稳定、国家的安全，更影响到人类社会的发展。而采用充电电池即是应对资源紧缺的有效途径之一，继而推动了锂二次电池的研究和发展。如何能够有效利用可再生的清洁能源，日渐成为人们研究的热点^[1]。目前应用较广的风能、太阳能技术，由于其自身的不稳定性，需要额外的能量存储装置将其转化为稳定的电能才能使用^[2]。此外，笔记本电脑、手机的快速发展对电池性能提出了更高要求。

近年来，新型电动汽车的出现也迫切需要高效清洁的电池系统。锂离子电池由于其电压高、体积小、质量轻、比能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、寿命长等优点^[3]，成为最具应用前景的储能装置。可以预见，锂离子电池将成为 21 世纪高科技产品和日常交通工具的重要化学电源之一。因此，研发出具有自主知识产权的新型电池材料及技术，不仅具有良好的经济、社会效益，更具有重要的战略意义。

2工作原理

锂离子电池主要由阳极，阴极，电解质组成^[4]。其工作原理如图一所示。

图一：锂离子电池工作原理示意图

其工作原理如下：放电时，锂离子通过电解质从正极移动到负极；充电时，锂离子在外加电压的作用下从负极移动到正极。一般情况下，负极材料是石墨等，正极材料为金属氧化物，电解质为含有锂盐的有机液体，常用锂盐有LiPF₆，LiClO₄等。以钴酸锂为例，其正极反应为：

LiCoO₂→Li_1-xCoO₂ xLi xe^-

负极反应为：