與鎳氫電池相比，鋰離子電池的充放電電壓較高，大約是鎳氫電池的3倍，為3.7 V，而鎳氫電池的(de)(de)充放電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓(ya)為1.2 V。而與鋰(li)金屬(shu)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)相(xiang)比，二者(zhe)皆具有較高的(de)(de)體積(ji)比能(neng)(neng)量(liang)(liang)和(he)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)比能(neng)(neng)量(liang)(liang)，但相(xiang)對而言，鋰(li)離(li)子電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)的(de)(de)穩定性(xing)要(yao)比鋰(li)金屬(shu)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)好。對于以往的(de)(de)鉛酸(suan)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)、鎳(nie)(nie)鎘(ge)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)，在性(xing)能(neng)(neng)和(he)穩定性(xing)上(shang)都比不上(shang)目前應用廣泛的(de)(de)鋰(li)離(li)子電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)，也(ye)逐漸被鋰(li)離(li)子電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)、燃料(liao)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)等所(suo)替代。此外(wai)，鋰(li)離(li)子電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)的(de)(de)體積(ji)比能(neng)(neng)量(liang)(liang)和(he)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)比能(neng)(neng)量(liang)(liang)比鎳(nie)(nie)氫電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)高，在工作原(yuan)理(li)上(shang)，鋰(li)離(li)子電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)不同于其(qi)他電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)，例如，在鉛酸(suan)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)體系中(zhong)，反應物是(shi)電(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)，而對于鋰(li)離(li)子電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)，其(qi)實通過(guo)在正極負(fu)極之間的(de)(de)電(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)傳(chuan)遞(di)(di)，其(qi)正極負(fu)極都用的(de)(de)是(shi)嵌入式材料(liao)，電(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)很容易在正負(fu)極之間進行傳(chuan)遞(di)(di)，因此，鋰(li)離(li)子電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)還有一(yi)個稱號，叫做“搖擺電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)(chi)”。

鋰(li)離子電池(chi)正極(ji)材料的特點

在鋰(li)離(li)(li)子(zi)(zi)電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)首次提出(chu)以及問世后，對(dui)(dui)于正極(ji)材(cai)料(liao)的(de)(de)研究(jiu)就(jiu)一直進行(xing)著，各種成(cheng)本(ben)低，性(xing)(xing)(xing)能(neng)好的(de)(de)新型(xing)正極(ji)材(cai)料(liao)都被廣泛研究(jiu)和(he)探討，作(zuo)為鋰(li)離(li)(li)子(zi)(zi)電(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)正極(ji)材(cai)料(liao)，其必須滿足的(de)(de)幾點要求分別(bie)是：①容易(yi)合成(cheng)且(qie)成(cheng)本(ben)較(jiao)低；②對(dui)(dui)環境污染性(xing)(xing)(xing)較(jiao)小；③在與電(dian)解質接觸(chu)時(shi)有較(jiao)強(qiang)的(de)(de)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)；④需具有較(jiao)強(qiang)的(de)(de)導電(dian)能(neng)力；⑤當鋰(li)離(li)(li)子(zi)(zi)在電(dian)解質中傳遞時(shi)，在正極(ji)材(cai)料(liao)的(de)(de)嵌入和(he)脫出(chu)時(shi)要能(neng)夠快速的(de)(de)與鋰(li)離(li)(li)子(zi)(zi)發生反應；⑥必須能(neng)與鋰(li)離(li)(li)子(zi)(zi)發生可(ke)逆的(de)(de)化學(xue)反應；⑦必須能(neng)夠發生氧化還原反應，含有過渡金屬元素。滿足上(shang)述要求后，對(dui)(dui)于新型(xing)正極(ji)材(cai)料(liao)的(de)(de)設計(ji)還需要考(kao)慮的(de)(de)一點是嵌入式(shi)電(dian)池(chi)(chi)體系的(de)(de)動力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)和(he)熱力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)。而對(dui)(dui)于正極(ji)材(cai)料(liao)的(de)(de)形貌和(he)結構也是設計(ji)時(shi)需要考(kao)慮的(de)(de)因素。

顆粒大(da)小對鋰離子(zi)電(dian)池正極電(dian)化學(xue)性能的(de)影(ying)響

材(cai)(cai)料(liao)(liao)顆粒(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)徑大小(xiao)(xiao)(xiao)、密(mi)度、形(xing)(xing)貌(mao)以及分(fen)布對電(dian)池正極的(de)(de)(de)(de)(de)(de)動力學有很大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響，在電(dian)池的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩定性、電(dian)化學性能(neng)上均扮演著(zhu)重要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao)色，例(li)如，球形(xing)(xing)晶(jing)粒(li)團(tuan)聚(ju)會(hui)形(xing)(xing)成(cheng)單一的(de)(de)(de)(de)(de)(de)尖晶(jing)石球形(xing)(xing)晶(jing)粒(li)，這會(hui)加(jia)強電(dian)池的(de)(de)(de)(de)(de)(de)循環性能(neng)，顆粒(li)直(zhi)徑較(jiao)小(xiao)(xiao)(xiao)可以使化學反應更(geng)加(jia)迅速，這是(shi)因(yin)為離子和電(dian)子在材(cai)(cai)料(liao)(liao)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)擴散(san)路徑會(hui)隨(sui)著(zhu)顆粒(li)直(zhi)徑減小(xiao)(xiao)(xiao)而縮(suo)短，但過小(xiao)(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)顆粒(li)尺(chi)寸也是(shi)有相應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺點(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，例(li)如較(jiao)低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)實(shi)密(mi)度會(hui)造成(cheng)能(neng)量密(mi)度過低(di)，熱穩定性較(jiao)差，當電(dian)解質(zhi)中(zhong)發(fa)生反應時(shi)，反應活性會(hui)降(jiang)低(di)。在不(bu)(bu)斷(duan)研究分(fen)析中(zhong)，各類的(de)(de)(de)(de)(de)(de)合成(cheng)方法(fa)會(hui)合成(cheng)不(bu)(bu)同尺(chi)寸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)顆粒(li)，合適的(de)(de)(de)(de)(de)(de)顆粒(li)尺(chi)寸和形(xing)(xing)貌(mao)會(hui)使鋰(li)離子電(dian)池的(de)(de)(de)(de)(de)(de)性能(neng)更(geng)加(jia)優越。