全固态锂离子电池关键材料详解

全固态锂离子电池关键材料详解

全固态锂离子电池采用固态电解质替代传统有机液态电解液，有望从根本主解决电池安全性问题，是电动汽车和规模化储能理想的化学电源。

其关键主要包括制备高室温电导率和电化学稳定性的固态电解质以及适用于全固态锂离子电池的高能量电极材料、改善电极/固态电解质界面相容性。

全固态锂离子电池的结构包括正极、电解质、负极，全部由固态材料组成，与传统电解液锂离子电池相比具有的优势有：

①完全消除了电解液腐蚀和泄露的安全隐患，热稳定性更高；

②不必封装液体，支持串行叠加排列和双极结构，提高生产效率；

③由于固体电解质的固态特性，可以叠加多个电极；

④电化学稳定窗口宽（可达5V以上），可以匹配高电压电极材料：

⑤固体电解质一般是单离子导体，几乎不存在副反应，使用寿命更长。

固态电解质

聚合物固态电解质

聚合物固态电解质（SPE），由聚合物基体（如聚酯、聚酶和聚胺等）和锂盐（如LiClO4、LiAsF4、LiPF6、LiBF4等）构成，因其质量较轻、黏弹性好、机械加工性能优良等特点而受到了广泛的关注。发展至今，常见的SPE包括聚环氧乙烷（PEO）、聚丙烯腈（PAN）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚环氧丙烷（PPO）、聚偏氯乙烯（PVDC）以及单离子聚合物电解质等其它体系。

目前，主流的SPE基体仍为最早被提出的PEO及其衍生物，主要得益于PEO 对金属锂稳定并且可以更好地解离锂盐。然而，由于固态聚合物电解质中离子传输主要发生在无定形区，而室温条件下未经改性的PEO的结晶度高，导致离子电导率较低，严重影响大电流充放电能力。

研究者通过降低结晶度的方法提高PEO链段的运动能力，从而提高体系的电导率，其中最为简单有效的方法是对聚合物基体进行无机粒子杂化处理。目前研究较多的无机填料包括MgO、Al2O3、SiO2等金属氧化物纳米颗粒以及沸石、蒙脱土等，这些无机粒子的加入扰乱了基体中聚合物链段的有序性，降低了其结晶度，聚合物、锂盐以及无机粒子之间产生的相互作用增加了锂离子传输通道，提高电导率和离子迁移

数。无机填料还可以起到吸附复合电解质中的痕量杂质（如水分）、提高力学性能的作用。

为了进一步提高性能，研究者开发出一些新型的填料，其中由不饱和配位点的过渡金属离子和有机连接链（一般为刚性）进行自组装，形成的金属有机框架（MOF）因其多孔性和高稳定性而受到关注。

氧化物固态电解质

按照物质结构可以将氧化物固态电解质分为晶态和玻璃态（非晶态）两类，其中晶态电解质包括钙钛矿型、NASICON型、LISICON型以及石榴石型等，玻璃态氧化物电解质的研究热点是用在薄膜电池中的LiPON型电解质。

氧化物晶态固体电解质

氧化物晶态固体电解质化学稳定性高，可以在大气环境下稳定存在，有利于全固态电池的规模化生产，目前的研究热点在于提高室温离子电导率及其与电极的相容性两方面。目前改善电导率的方法主要是元素替换和异价元素掺杂。另外，与电极的相容性也是制约其应用的重要问题。

LiPON型电解质

1992年，美国橡树岭国家实验室（ORNL）在高纯氮气气氛中采用射频磁控溅射装置溅射高纯Li3P04靶制备得到锂磷氧氮（LiPON）电解质薄膜。

该材料具有优秀的综合性能，室温离子导电率为2.3x10-6S/cm，电化学窗口为5.5V（vs.Li/Li+），热稳定性较好，并且与LiCoO2，、LiMn2O4等正极以及金属锂、锂合金等负极相容性良好。LiPON薄膜离子电导率的大小取决于薄膜材料中非晶态结构和N的含量，N含量的增加可以提高离子电导率。普遍认为，LiPON是全固态薄膜电池的标准电解质材料，并且已经得到了商业化应用。

射频磁控溅射的方法可以制备出大面积且表面均匀的薄膜，但同时存在着较难控制薄膜组成、沉积速率小的缺点，因此，研究者尝试采用其它方法制备LiPON薄膜，如脉冲激光沉积、电子束蒸发以及离子束辅助真空热蒸发等。

除了制备方法的改变，元素替换和部分取代的方法也被研究者用来制备出多种性能更加优异的LiPON型非晶态电解质。

硫化物晶态固体电解质

最为典型的硫化物晶态固体电解质是thio-LISICON，由东京工业大学的KANNO 教授最先在Li2S-GeS2-P2S，体系中发现，化学组成为Li4-xGe1-xPxS4，室温离子电导率最高达2.2x10-3S/cm（其中x=0.75），且电子电导率可忽略。thio-LISICON的化

学通式为Li4-xGe1-xPxS4（A=Ge、Si等，B=P、A1、Zn等）。

硫化物玻璃及玻璃陶瓷固体电解质

玻璃态电解质通常由P2S5、SiS2、B2S3等网络形成体以及网络改性体Li2S 组成，体系主要包括Li2S-P2S5、Li2S-SiS2、Li2S-B2S3，组成变化范围宽，室温离子电导率高，同时具有热稳定高、安全性能好、电化学稳定窗口宽（达5V以上）的特点，在高功率以及高低温固态电池方面优势突出，是极具潜力的固态电池电解质材料。

日本大阪府立大学TATSUMISAGO教授对Li2S-P2S5电解质的研究处于世界前沿位置，他们最先发现对Li2S-P2S5玻璃进行高温处理使其部分晶化形成玻璃陶瓷，在玻璃基体中沉积出的晶体相使得电解质的电导率得到很大提升。

全固态电池电极材料

虽然固态电解质与电极材料界面基本不存在固态电解质分解的副反应，但是固体特性使得电极/电解质界面相容性不佳，界面阻抗太高严重影响了离子的传输，最终导致固态电池的循环寿命低、倍率性能差。

另外，能量密度也不能满足大型电池的要求。对于电极材料的研究主要集中在两个方面：

一是对电极材料及其界面进行改性，改善电极/电解质界面相容性；

二是开发新型电极材料，从而进一步提升固态电池的电化学性能。

正极材料

全固态电池正极一般采用复合电极，除了电极活性物质外还包括固态电解质和导电剂，在电极中起到传输离子和电子的作用。LiCoO2、LiFePO4、LiMn2O4等氧化物正极在全固态电池中应用较为普遍。

当电解质为硫化物时，由于化学势相差较大，氧化物正极对Li+的吸引大大强于硫化物电解质，造成Li+大量移向正极，界面电解质处贫锂。若氧化物正极是离子导体，则正极处也同样会形成空间电荷层，但如果正极为混合导体（如LiCoO2等既是离子导体，又是电子导体），氧化物处Li+浓度被电子导电稀释，空间电荷层消失，此时硫化物电解质处的Li+再次移向正极，电解质处的空间电荷层进一步增大，由此产生影响电池性能的非常大的界面阻抗。

在正极与电解质之间增加只有离子导电氧化物层，可以有效抑制空间电荷层的产生，降低界面阻抗。此外，提高正极材料自身的离子电导率，可以达到优化电池性能、提高能量密度的目的。

为了进一步提高全固态电池的能量密度及电化学性能，人们也在积极研究和

锂离子电池正极相关材

锂离子电池具有工作电压高、无记忆效应、环境友好等优点，已经成为21世纪绿色电池的首选。锂离子电池的关键材料之一是正极材料，目前商品化锂离子电池的正极材料主要是LiCoO2，但存在成本高、实际比容量偏低、抗过充电性能差、安全性能不佳等问题，严重阻碍了锂离子电池的进一步发展，限制了它在更广领域的应用，迫切需要研究者开发出成本低、性能优良、安全性高的锂离子电池正极材料以满足电动汽车等新兴行业的需求。 锂离子电池是绿色环保电池，是二次电池中的佼佼者。与镍镉电池(Cd．Ni)和镍氢电池(Ni．H)相比，锂离子电池具有工作电压高、比能量大、充放电寿命长、自放电率低等显著优点，且没有Cd-Ni电池中镉的环境污染问题。锂离子电池的上述特点，使其可以向小型化方向发展，因而适合于小型便携式电器电源，如移动电话、笔记本电脑、照相机等。这些电器与人们的商务活动和日常生活紧密相连，使用的群体广，新旧换代快。锂离子电池还可以用于电动工具和电动车电源替代Cd．Ni电池和铅酸电池，一方面Cd-Ni电池和铅酸电池的原材料上涨，成本提高，发展受限，我国出口退税政策调整；另一方面欧盟在2005和2006年相继出台了两项与化学品相关的RollS和REACH法令，前者限制了铅、镉等6种化学元素的使用，后者则规定上万种化学药品要重新注册。所以这为锂离子电池行业发展带来了新的机遇【l】。此外，锂离子电池也是航空航天和军事等领域要求空间上移动使用的新一代清洁安全能源，以及作为家庭和交通照明、备用电源、储能电站等时间上移动使用的储能调峰电源。因此锂离子电池有非常广阔的应用范围。 1．2锂离子电池发展简况 锂离子电池的发展可以追迥到锂二次电池，锂二次电池的研究最早始于20世纪60--70年代的石油危机，当时主要集中在以金属锂及其合金为负极的锂二次电池体系，但锂在充放电过程中由于电极表面的凹凸不平，导致表面电位分布不均匀，造成了锂的不均匀沉积。这种不均匀沉积导致锂在一些部位沉积过快，产生锂枝晶，当锂枝晶发展到一定程度时，一方面会发生折断，造成锂的不可逆损失；另一方面锂枝晶的产生会刺穿电池的隔膜，将正极与负极连接起来，引起短路，产生大电流进而生成大量的热，引起电池着火甚至爆炸，从而引发严重的安全问题，因此这种电池未能实现商品化【2】。锂二次电池的突破性发展源于Armand 的“摇椅电池(Rocking chair batteries)”的构想，即采用低插锂电势的嵌锂化合物代替会属锂为负极，与高插锂电势的嵌锂化合物组成二次锂离子电池。Scrosati等【3】以LiWO2或Li6FeO3为负极，以TiS2、WO3、NbS2或V2O5为正极组装成二次电池。1987年，Aubom等【4】装配了以MoO2或WO2为负极，LiCoO2为正极的“摇椅式”电池。与金属锂为负极的二次锂电池相比，这些电池的安全性能和循坏性能大大提高。但由于MoO2和WO2等负极材料的嵌锂电位较高(07～2.0 V vs Li+/Li)，因此未能得到实际应用。1990年日本Sony能源技术公司首先推出实用型锂离子电池。该电池既克服了二次锂电池循环寿命短、安全性差的缺点，又较好地保持了二次锂电池高电压、高比能量的优点。由此，二次锂离子电池在全世界范围内掀起了研究开发热潮，并取得了巨大的进展净。 锂离子电池的关键材料之一是正极材料，所以锂离子电池对正极材料的要求也很高。从上世纪70年代开发锂电池起，经过30多年的研究，多种嵌锂化合物可作为锂离子电池的正极材

锂离子电池材料测试

锂离子电池材料测试 最直观的结构观察：扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM） 1．扫描电镜（SEM） 由于电池材料的观察尺度在亚微米即几百纳米到几微米的范围，普通光学显微镜无法满足观察的需求，而更高放大倍数的电子显微镜则经常被用来观察电池材料。 扫描电子显微镜（SEM）是1965年发明的较现代的细胞生物学研究工具，主要是利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态，即用极狭窄的电子束去扫描样品，通过电子束与样品的相互作用产生各种效应，其中主要是样品的二次电子发射。扫描电子显微镜可以观察到锂电材料的粒径大小和均匀程度，以及纳米材料自身的特殊形貌，甚至通过观察材料在循环过程中发生的形变我们可以判断其对应的循环保持能力好坏。如图1b所示，二氧化钛纤维具有的特殊网状结构能提供良好的电化学性能。

图1：（a）扫描电镜（SEM）的结构原理图；（b）SEM测试得到 的图片（TiO2的纳米线） 1．1 SEM扫描电镜原理： 如图1a所示，SEM是利用电子束轰击样品表面，引起二次电子等信号的发射，主要利用SE并放大、传递SE所携带的信息，按时间序列逐点成像，显像管上成像。 1．2 扫描电镜的特点： ⑴图象立体感强、可观察一定厚度的样 ⑵样品制备简单，可观察较大的样 ⑶分辨率较高，30～40? ⑷倍率连续可变，从4倍～～15万 ⑸可配附件，进行微区的定量、定性分析 1．3 观察对象： 粉末、颗粒、块状材料都可以测试，测试前除保持干燥外，不需要特殊处理。主要用于观察样品的表面形貌、割裂面结构、管腔内表面的结构等。可直观反应材料的粒径尺寸特殊结构及分布情况。2．TEM透射电子显微镜

海运标书锂离子电池正极材料原材料招标书

海运标书锂离子电池正 极材料原材料招标书 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】

湖南瑞翔新材料股份有限公司 产品海运运输招标文件 二○○八年七月七日 地址：湖南省长沙市星沙开发区天华南路11号联系人：林云 第一部分招标邀请 湖南瑞翔新材料股份有限公司根据公司生产经营需要，对2008年生产产品钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂以及其他钴系列产品运输项目所需的出口海运服务进行国内竞争性招标。诚挚地邀请合格投标人参与招标。 1.投标地点及截止日期 投标截止时间： 2008年7月24日 投递标书地址：湖南瑞翔新材料股份有限公司销售中心 2、招标内容 海运路线：长沙——高雄、基隆、台中 长沙——加拿大 长沙——连云港(FOB)——仁川 长沙——连云港(FOB)——平泽 报价要求：海运按散货（重货）25公斤起至20吨报价。 港口费用请附明细表。 3.开标时间地点： 开标时间：2008年7月 25日上午9：00

开标地点：湖南瑞翔新材料股份有限公司三楼会议室 4.招标单位：湖南瑞翔新材料股份有限公司 5.通讯地址：长沙经济技术开发区天华南路11号 6.联系电话 7.传真： 第二部分投标须知 1.投标人资质 合格的投标人应具有圆满履行合同的能力，具体应符合下列条件： 1.具有独立订立合同的权利； 2.公司注册资金要求200万以上； 3.关于投标人资格的声明函； 4.企业营业执照〈工商局复印件〉、企业组织机构代码证、道路运输证、运输服务 简要说明； 5.法人代表身份证复印件、授权委托书原件、授权代表人身份证复印件。 6.业绩：与相关企业、单位签订产品运输合同及合同履行情况表。 7.以上文件均需法人代表或授权代表人签字，并加盖公章。 2．主要运输要求： 见《货物运输承揽要求》 3.运输时间要求： 具体运输时间及船期根据瑞翔公司运输合同时间要求确定，特殊情况双方协商解决。 5.投标文件的组成 投标文件由商务报价及报价明细、合同模板共同组成。 4 .标书要求 1.投标人应严格按照招标文件要求编制投标文件，逐项逐条回答招标文件，顺序和 编号应与招标文件一致。可以增加说明或描述性文字。投标文件对招标文件未提出异议的条款，均被视为接受和同意。投标文件与招标文件有差异之处，无论正负偏离，均应汇总说明。 2.标书均要求密封盖章投递，并在密封条上注明“请勿于××××年××月××日 前拆封”。为表示开标的公正、公开，我司进行现场开标； 3.投标文件的份数和签署 投标文件一式二份(一正一副)，包括价格表及报价说明，一式二份。 4.投标单位运输服务水平承诺。 5.运输过程中突发事件的处理和应急措施。

终锂离子电池材料

Introduction 锂离子电池（LIB）是20世纪70年代发展起来的一种集高能量密度、高输出电位、无污染、寿命长等优点于一身的新型储能电池。至20世纪90年代商业化后已经被广泛地应用到了笔记本电脑、手机、数码相机、摄像机以及航天等众多领域。 锂离子电池主要是由膈膜、电解质、正极材料和负极材料四个部分组成。 表 1 锂离子电池常用材料 电池构件材料 正极活性物质LiCoO2，LiNiO2，LiMnO2 负极活性物质炭材料 电解质溶剂 碳酸乙烯脂(EC)；碳酸丙烯脂(PC) 二甲基碳酸脂(DMC)；二乙基碳酸脂(DEC) 隔膜聚丙烯微孔膜 其中电极材料是决定锂离子电池性能的优劣的关键因素，锂离子电池的正极、负极材料是锂离子电池研发中的重点和热点。

1 锂离子电池负极材料 目前如何提高负极材料的嵌锂容量及其充放电速度是锂离子电池领域的热点，理想的锂离子电池负极材料应具有如下特点[1-3]： (1)在电极材料的内部和表面，锂离子具有较大的扩散速率，以确保电极过程的动力学因素，从而使电池能以较高倍率充放电，满足动力型电源的需要为； (2)为保证电池具有较高的能量密度和较小的容量损失，要求有较高的电化学容量和较高的充放电效率； (3)具有较高的结构稳定性、化学稳定性和热稳定性，同时与电解液和粘合剂的兼容性好，比表面积小于10 m2/g，真密度大于2.0 g/cm3； (4)保证电池具有较高且平稳的输出电压，在锂离子嵌-脱锂反应过程中自由能变化小，电极电位低，并接近金属锂； (5)有良好的电导率； (6)电极的成型性能好； (7)资源丰富，价格低廉，在空气中稳定，无毒。 目前锂离子电池中的负极材料主要有以下几种：炭质负极材料（包括石墨、硬炭和软炭），非碳负极材料（包括硅基负极材料、锡基负极材料和过渡金属氧化物负极材料）。 1.1碳材料 由于碳材料具有原料较丰富、成本低廉、良好的电化学性能等优势，所以成为了开发最早应用最多的锂电池负极材料。目前研究较多的有天然石墨、中间相炭微球、焦炭、碳纤维等[4-5]。 1.1.1石墨类材料 石墨是锂离子电池碳材料中研究最多的一类。石墨具有良好的层状结构，在较低电势存在下，锂离子能可逆地进入石墨层间形成墨插层化合物（GIC）。J.R.Dahn证明了通过电化学的方法，锂在嵌入石墨片层结构的过程中形成了一系列的插层化合物。锂在石墨材料层间的嵌入随着量的增加形成不同的阶。 石墨材料又可以分为天然石墨和改性石墨两种。 天然石墨又可以分成无定型土状石墨与高度结晶的鳞片石墨两种。土状石墨纯度较低（＜90%），石墨晶面层间距约为0.336nm，嵌锂容量低，不能用作LIB 负极材料。天然鳞片石墨纯度很高，石墨晶面层间距约为0.3354nm，它具有良好的层状结构。锂离子能嵌入石墨层间形成GIC，其一阶GIC的理沦容量为372mAh/g，嵌锂电位低而平坦，电位平台分布在0-0.2V，电位滞后现象不明显。但天然鳞片石墨对电解液很敏感，在许多溶剂（如PC、DME、DMSO等）中易发生溶剂共嵌，致使石墨发生层离，体积膨胀，贮锂结构遭到破坏，导电网络中

锂离子电池的种类和材料的选择

锂离子电池地主要材料和电极地制造 一,锂离子电池地原理 二,锂离子电池地种类 1,液态锂离子电池 2,聚合物电池 三,锂离子电池用地主要材料和电极制造 1,隔膜。 2,负极活性材料。 3,正极活性材料。 4,电极地制造工艺。 5,电极地孔隙率及其控制 前言: 1, 理论与实际结合。 2,多发现生产中地问题。每一个工序都有要钻研地问题。3,注意结构和性能地关系,性能是结构所决定地.

锂离子电池地原理：(一) ,充电和放电地原理是：锂离子电池在采用石墨为负极,LiCoO2为正极时 充电CoO2 + xLi+ + x e- LiCoO2 Li 正极：-x 1放电 充电 负极：6C +xLi+xe-LixC6 放电 充电 总地反应：6C+LiCoO2 LiCoO2 +LixC6 1-x 放电 在充电时,锂离子从正极地LiCoO2中解嵌,经过电解质嵌入石墨晶体中,与此同时正极释放一个电子,Co3+被氧化成为Co+4,而负极得到一个电子；而在放电时,锂离子从石墨层脱嵌,回到LiCoO2地晶格里,正极同时得到一个电子,而Co+4 被还原成Co+3.b5E2RGbCAP LiCoO2地理论容量为274mAh/g, 实际地可逆容量为120-150 mAh/g, 为可嵌入/脱出地晶格百分数地55%.p1EanqFDPw 在过充地条件下, 锂含量减少, 钴氧化水平提高,降低材料地稳定性, 使晶格塌陷,循环衰减增大. 在碳素材料中锂嵌入和脱嵌反应是： xLi + 6C →LixC6 其中：0＜x ≤1 完整晶态石墨x=1, 理论容量372mAh/g. 锂离子电池地结构 前述地锂离子电池地反应方程式是锂离子电池电化学反应地概括,实际上,锂离子电池地每一个部件都会影响到电池地性能.DXDiTa9E3d 锂离子电池地结构主要由以下部件组成：正极, 负极,隔膜,电解质,外壳,盖板和电极引线. 有些电池为了提高安全性,在盖板上设置了安全阀,PTC<正温度系数端子）等部件.

锂离子电池正极材料原材料招标书

南通瑞翔新材料有限公司 产品运输招标文件 招标文件编号： 二○一○年三月十日 地址：南通经济技术开发区新开南路子11号联系人：杨明联系电话：05 传真：05

第一部分招标邀请 湖南瑞翔新材料股份有限公司根据公司生产经营需要，对2010年生产产品钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等钴系列运输项目所需的服务进行国内竞争性招标。诚挚地邀请合格投标人参与招标。 1.投标地点及截止日期 投标截止时间： 2010年 3月20日 投递标书地址：湖南瑞翔新材料股份有限公司营销中心 2.开标时间地点： 开标时间：2010年 3月 31日之前 开标地点：南通瑞翔新材料有限公司二楼会议室 3.招标单位：南通瑞翔新材料有限公司 4.通讯地址：南通经济技术开发区新开南路11号 5.联系电话：05 6.传真： 05 7.联系人：杨明

第二部分投标须知 1.投标人资质 合格的投标人应具有圆满履行合同的能力，具体应符合下列条件： 1.具有独立订立合同的权利。 2.关于投标人资格的声明函； 3.企业法人营业执照〈工商局复印件〉、企业组织机构代码证、道路运输证、运输服务 简要说明； 4.业绩：与相关企业、单位签订产品运输合同及合同履行情况表。 2．主要运输要求： 见《货物运输承揽合同》 3.运输时间要求： 具体运输时间根据瑞翔公司运输合同时间要求结合运输报价表时间。 5.投标文件的组成 投标文件由商务报价、合同模板共同组成。

4 .标书要求 1.投标人应严格按照招标文件要求编制投标文件，逐项逐条回答招标文件，顺序和编号 应与招标文件一致。可以增加说明或描述性文字。投标文件对招标文件未提出异议的条款，均被视为接受和同意。投标文件与招标文件有差异之处，无论多么微小，均应汇总说明。 2.投标文件的份数和签署 投标文件一式二份(一正一副)，包括价格表及报价说明，一式二份。 3.投标单位运输服务水平承诺。 4.运输过程中突发事件的处理和应急措施。 5.合同运输单位质押金 中标单位与湖南瑞翔新材料股份有限公司正式签订运输合同后，需向湖南瑞翔新材料股份有限公司提交 2万元质押金。用于运输过程出现包装物损坏、未及时到达等事宜的客户投诉紧急处理。合同期满后，安全无责任问题时，湖南瑞翔新材料股份有限公司将退还。 6.投标文件的递交 投标文件的正本、副本均应用信封分别密封。信封上注明项目名称、投标人名称、“正本”，“副本”字样及“不准提前启封”字样。信封上应加盖投标人公章。 7.投标文件的补充、修改和撤回 1.投标截止日期前，投标人可以书面形式对已递交的投标文件提出补充或修改，对应部 分以最后的补充和修改为准。该书面材料应密封，由投标人代表签字并加盖公章。 2.投标人不得在投标截止日期至投标有效期满前撤回投标文件，否则将视为自动放弃投 标。

锂离子电池工作原理要点

锂离子电池工作原理 正极反应：放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。 负极反应：放电时锂离子脱插，充电时锂离子插入。 电池总反应 以炭材料为负极，以含锂的化合物作正极的锂电池，在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。同样，当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。回正极的锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。在Li-ion的充放电过程中，锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。Li-ion Batteries就像一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就象运动员一样在摇椅来回奔跑。所以Li-ion Batteries又叫摇椅式电池。 一般锂电池充电电流设定在0.2C至1C之间，电流越大，充电越快，同时电池发热也越大。而且，过大的电流充电，容量不够满，因为电池内部的电化学反应需要时间。就跟倒啤酒一样，倒太快的话会产生泡沫，反而不满。 正极 正极材料：可选正极材料很多，目前主流产品多采用锂铁磷酸盐。 正极反应：放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。 充电时：LiFePO?→ Li1-xFePO? + xLi + xe

放电时：Li1-xFePO?+ xLi + xe →LiFePO? 不同的正极材料对照： 正极材料平均输出电压能量密度 LiCoO? 3.7 V 140 mAh/g Li2MnO3 3.7 V 100 mAh/g LiFePO4 3.2 V 130 mAh/g Li2FePO?F 3.6 V 115 mAh/g 负极 负极材料：多采用石墨。新的研究发现钛酸盐可能是更好的材料。 负极反应：放电时锂离子脱插，充电时锂离子插入。 充电时：xLi + xe + 6C →LixC6 放电时：LixC6 → xLi + xe + 6C 锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。 组成部分 钢壳/铝壳/圆柱/软包装系列： （1）正极——活性物质一般为锰酸锂或者钴酸锂，镍钴锰酸锂材料，电动自行车则普遍用镍钴锰酸锂（俗称三元）或者三元+少量锰酸锂，纯的锰酸锂和磷酸铁锂则由于体积大、性能不好或成本高而逐渐淡出。导电集流体使用厚度10--20微米的电解铝箔。 （2）隔膜——一种经特殊成型的高分子薄膜，薄膜有微孔结构，可以让锂离子自由通过，而电子不能通过。 （3）负极——活性物质为石墨，或近似石墨结构的碳，导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔。

锂离子电池的发展趋势

锂离子电池的发展趋势 引言 电子信息时代使对移动电源的需求快速增长。由于锂离子电池具有高电压、高容量的重要优点，且循环寿命长、安全性能好，使其在便携式电子设备、电动汽车、空间技术、国防工业等多方面具有广阔的应用前景，成为近几年广为关注的研究热点。锂离子电池的机理一般性分析认为,锂离子电池作为一种化学电源，指分别用两个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池。当电池充电时，锂离子从正极中脱嵌，在负极中嵌入，放电时反之。锂离子电池是物理学、材料科学和化学等学科研究的结晶。锂离子电池所涉及的物理机理,目前是以固体物理中嵌入物理来解释的,嵌入（intercalation）是指可移动的客体粒子（分子、原子、离子）可逆地嵌入到具有合适尺寸的主体晶格中的网络空格点上。电子输运锂离子电池的正极和负极材料都是离子和电子的混合导体嵌入化合物。电子只能在正极和负极材料中运动。已知的嵌入化合物种类繁多，客体粒子可以是分子、原子或离子．在嵌入离子的同时，要求由主体结构作电荷补偿，以维持电中性。电荷补偿可以由主体材料能带结构的改变来实现，电导率在嵌入前后会有变化。锂离子电池电极材料可稳定存在于空气中与其这一特性息息相关。嵌入化合物

只有满足结构改变可逆并能以结构弥补电荷变化才能作为锂离子电池电极材料。 控制锂离子电池性能的关键材料——电池中正负极活性材料是这一技术的关键，这是国内外研究人员的共识。 1 正极材料的性能和一般制备方法 正极中表征离子输运性质的重要参数是化学扩散系数,通常情况下，正极活性物质中锂离子的扩散系数都比较低。锂嵌入到正极材料或从正级材料中脱嵌，伴随着晶相变化。因此，锂离子电池的电极膜都要求很薄，一般为几十微米的数量级。正极材料的嵌锂化合物是锂离子电池中锂离子的临时储存容器。为了获得较高的单体电池电压，倾向于选择高电势的嵌锂化合物。正极材料应满足： 1）在所要求的充放电电位范围内，具有与电解质溶液的电化学相容性； 2）温和的电极过程动力学； 3）高度可逆性； 4）全锂化状态下在空气中的稳定性。

锂电原材料技术标准

密级：NB

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原材料技术标准 1目的 本标准为锂离子二次电池原材料的检验提供依据，保证本公司采购的原材料符合产品设计要求，确保产品品质。 2范围 3职责 3.1 生产部按此标准进行原材料采购。 3.2 品质部按此标准进行原材料检验。 3.3 工程技术部负责监督与考核。 4 各种原材料技术要求 4.1钴酸锂技术规格要求： a)外观：蓝黑色粉末 b)分子式：LiCoO2 分子量97.87 c)粒度：5μm≤ D50＜12μm； d)粒度分布: 3μm≤ D10＜5μm； 5μm≤ D50＜12μm； 12μm≤ D90＜17μm （要求呈正态分布） e)振实密度: （2.2～2.9）g/cm3 f)松装密度: ≥0.9g/cm3 g)比表面积:（0.2～0.6）m2/g h)PH值:9～11；（LiCoO2：H2O=1：10）wt i)水份（Wt%）：＜0.05% j)成份比例: Li 6.60-7.40 Co 59.3-60.7 Li/C o0.96-1.02 Co3O4 ≤0.5 Fe ≤0.020 Ni ≤0.10 Na ≤0.050 K ≤0.010 Mg ≤0.020 Ca≤0.050 Cu ≤0.0030 Pb ≤0.010 Cr ≤0.0020 Cl ≤0.10 SO4≤0.30

k)首次放电比容量：≥135mAh/g l)电化性能：50周容降不超过5%，其他性能测试合格 m)极片压实密度：≥3.85 g/ cm3 n)包装要求：密封、防潮、防尘 o)保质期： 12个月（从生产日期起计算） 4.2 N-甲基吡咯烷酮(NMP)技术规格要求: a） 外观：无色透明；无色透明，油状液体，稍有胺的气味，无悬浮物、无沉淀，易溶于水 b） 纯度： ≥ 99.9% c） 密度：1.020～1.040 g/ cm3 (20℃) d） 水份（Wt%）：≤0.05% e) 甲胺：＜0.01% f) 金属离子总量：＜100ppb 其中 Fe＜20 ppb g) 包装要求：密闭桶装，标识明确 h) 保质期：6个月（从生产日期起计算） 4.3 碳黑技术规格要求： a） 外观：黑色粉末，无团块，无杂质 b） 粒度：(10±2)μm c） 灰粉（Wt%）：≤0.03% d） 水份（Wt%）：≤0.02% e) 粉末电阻率：≤320Ω.m f） 包装要求：密封、防潮、防尘 g） 保质期： 12个月（从生产日期起计算） 4.4 导电碳黑（SP）技术规格要求： a) 黑色球状颗粒，粒径≤2mm，易松散，无团块 b) 密度：（160±5）kg/m3 c) 比表面积：(65±5）m2/g d) 水份（Wt%）：≤0.2% e) 灰份（Wt%）：≤0.05% f) 挥发物（Wt%）：≤0.15% g) 吸油值：32ml/5g h) 含硫量（Wt%）： 0.03% i） 杂质含量：铁≤10ppm；镍≤1ppm；钒≤1ppm j） 包装要求：密封、防潮、防尘 k） 保质期： 12个月（从生产日期起计算） 4.5 聚偏氟乙烯(PVDF)技术规格要求： a） 外观：均匀白色粉末、无气味 b） 分子量：370000 (1±10)% c） 分子个数：150000(1±10)% d） 大容点：169.3℃ e） 热焓：60.6J/g

锂离子电池原材料

软包装锂离子电池原材料技术规范 负极石墨粉（一） 1 物理特性 1.1 振实密度（g/cm3）﹥0.8 1.2 比表面积（m2/g）3-5 1.3 颗粒尺寸100%通过200目筛 1.4 颗粒度分布 1.4.1 d10（mm）≥10 1.4.2 d50（mm）20±2 1.4.3 d90（mm）≤33 1.5 外观：黑色粉末，颜色均匀，无结块，无团聚,无夹杂物质 2 化学特性 2.1 碳含量（%）﹥99 2.2 灰分含量(%) ﹤0.3 2.3 硫含量（ppm）﹤200 2.4 水份（%）﹤0.5 2.5 首次放电容量（mAh/g）≥320 2.6 首次放电效率（%）≥85 2.7 循环寿命：400次循环后容量持有率≥87% 3 检测方法 3.1 比表面积BET表面积分析法 3.2 颗粒度分布激光颗粒度分布测定仪 3.3 电性能用HL Y045963M-A电池评价 3.4 水份烘干失重法 3.5 化学杂质ICP光普法，X射线衍射法，电化学沉积法 3.6 颗粒尺寸过200目筛 3.7 外观目测 3.8 其他参看供应商指标 3.9 失效验证用HL Y045963M-A电池按《产品技术规范》及《工艺文件》测试首次放电、倍率放电、高低温放电及常温循环性能 4 贮藏与管理 4.1原料应密封包装，避免潮湿和化学气氛。 4.2保存期限：12个月 4.3 检验频度：第1次进货检验，第2次材料入库6个月，第3次材料过期时，材料过期后每隔3个月检验一次，直到材料耗尽或材料彻底失效 5供应商：天津市巨亨电器技术发展有限公司 5.1型号：STC-3 ─────负极石墨粉(一) 完─────

海运标书锂离子电池正极材料原材料招标书

湖南瑞翔新材料股份有限公司 产品海运运输招标文件 二○○八年七月七日 地址：湖南省长沙市星沙开发区天华南路11号联系人：林云 第一部分招标邀请 湖南瑞翔新材料股份有限公司根据公司生产经营需要，对2008年生产产品钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂以及其他钴系列产品运输项目所需的出口海运服务进行国内竞争性招标。诚挚地邀请合格投标人参与招标。 1.投标地点及截止日期 投标截止时间： 2008年7月24日 投递标书地址：湖南瑞翔新材料股份有限公司销售中心 2、招标内容 海运路线：长沙——高雄、基隆、台中 长沙——加拿大 长沙——连云港(FOB)——仁川 长沙——连云港(FOB)——平泽 报价要求：海运按散货（重货）25公斤起至20吨报价。 港口费用请附明细表。 3.开标时间地点： 开标时间：2008年7月 25日上午9：00 开标地点：湖南瑞翔新材料股份有限公司三楼会议室

4.招标单位：湖南瑞翔新材料股份有限公司 5.通讯地址：长沙经济技术开发区天华南路11号 6.联系电话 7.传真： 第二部分投标须知 1.投标人资质 合格的投标人应具有圆满履行合同的能力，具体应符合下列条件： 1.具有独立订立合同的权利； 2.公司注册资金要求200万以上； 3.关于投标人资格的声明函； 4.企业营业执照〈工商局复印件〉、企业组织机构代码证、道路运输证、运输服务简 要说明； 5.法人代表身份证复印件、授权委托书原件、授权代表人身份证复印件。 6.业绩：与相关企业、单位签订产品运输合同及合同履行情况表。 7.以上文件均需法人代表或授权代表人签字，并加盖公章。 2．主要运输要求： 见《货物运输承揽要求》 3.运输时间要求： 具体运输时间及船期根据瑞翔公司运输合同时间要求确定，特殊情况双方协商解决。 5.投标文件的组成 投标文件由商务报价及报价明细、合同模板共同组成。 4 .标书要求 1.投标人应严格按照招标文件要求编制投标文件，逐项逐条回答招标文件，顺序和编 号应与招标文件一致。可以增加说明或描述性文字。投标文件对招标文件未提出异议的条款，均被视为接受和同意。投标文件与招标文件有差异之处，无论正负偏离，均应汇总说明。 2.标书均要求密封盖章投递，并在密封条上注明“请勿于××××年××月××日前 拆封”。为表示开标的公正、公开，我司进行现场开标； 3.投标文件的份数和签署 投标文件一式二份(一正一副)，包括价格表及报价说明，一式二份。 4.投标单位运输服务水平承诺。 5.运输过程中突发事件的处理和应急措施。 5.合同运输单位保证金

锂离子电池正极材料原材料招标书

锂离子电池正极材料原 材料招标书 标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]

湖南瑞翔新材料股份有限公司 产品海运运输招标文件 招标文件编号：001 二○○八年七月七日 地址：湖南省长沙市星沙开发区天华南路11号联系人：林云 联系电话：(0731)2951688转2588 传真： 第一部分招标邀请 湖南瑞翔新材料股份有限公司根据公司生产经营需要，对2008年生产产品钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂以及其他钴系列产品运输项目所需的出口海运服务进行国内竞争性招标。诚挚地邀请合格投标人参与招标。 1.投标地点及截止日期 投标截止时间： 2008年7月24日 投递标书地址：湖南瑞翔新材料股份有限公司销售中心 2、招标内容 海运路线：长沙——高雄、基隆、台中 长沙——加拿大 长沙——连云港(FOB)——仁川

长沙——连云港(FOB)——平泽 报价要求：海运按散货（重货）25公斤起至20吨报价。 港口费用请附明细表。 3.开标时间地点： 开标时间：2008年7月 25日上午9：00 开标地点：湖南瑞翔新材料股份有限公司三楼会议室 4.招标单位：湖南瑞翔新材料股份有限公司 5.通讯地址：长沙经济技术开发区天华南路11号 6.联系电话：0738 / 7.传真： 第二部分投标须知 1.投标人资质 合格的投标人应具有圆满履行合同的能力，具体应符合下列条件： 1.具有独立订立合同的权利； 2.公司注册资金要求200万以上； 3.关于投标人资格的声明函； 4.企业营业执照〈工商局复印件〉、企业组织机构代码证、道路运输证、运输服务简 要说明；

5.法人代表身份证复印件、授权委托书原件、授权代表人身份证复印件。 6.业绩：与相关企业、单位签订产品运输合同及合同履行情况表。 7.以上文件均需法人代表或授权代表人签字，并加盖公章。 2．主要运输要求： 见《货物运输承揽要求》 3.运输时间要求： 具体运输时间及船期根据瑞翔公司运输合同时间要求确定，特殊情况双方协商解决。 5.投标文件的组成 投标文件由商务报价及报价明细、合同模板共同组成。 4 .标书要求 1.投标人应严格按照招标文件要求编制投标文件，逐项逐条回答招标文件，顺序和编 号应与招标文件一致。可以增加说明或描述性文字。投标文件对招标文件未提出异议的条款，均被视为接受和同意。投标文件与招标文件有差异之处，无论正负偏离，均应汇总说明。 2.标书均要求密封盖章投递，并在密封条上注明“请勿于××××年××月××日前 拆封”。为表示开标的公正、公开，我司进行现场开标； 3.投标文件的份数和签署 投标文件一式二份(一正一副)，包括价格表及报价说明，一式二份。 4.投标单位运输服务水平承诺。 5.运输过程中突发事件的处理和应急措施。 5.合同运输单位保证金