锂离子电池作为当下热门的电池生长偏向，具有许多的优势特点，锂离子电池主要由正负极活性子料及电解质组成
。下面将对三种主要相关质料举行介绍
。

　　(1)锂离子电池正极质料

　　现在研究的众多锂离子电池正极质料中，层状过渡族金属氧化物质料、尖晶石型结构及橄榄石型结构质料被以为是最具潜力的几种质料
。仍举行的研究主要为了镌汰质料合成的本钱并延伸质料有用使用寿命
。

　　LiCoO2质料是现在研究最为成熟的质料，同时也是应用最普遍的质料，主要被应用在小型便携式电子产品中
。随着锂离子电池的大型化生长，由于其价钱腾贵和毒性大等弱点，使其电池本钱居高不下，同时也保存严重的情形污染问题，因而寻找其替换质料是锂电学术界一直致力研究的问题
。

　　LiNiO2质料由于较高的现实容量(190-210mAh/g)和低自放电率，与电解液相容性好等优势，从而在一段时间内获得了短暂的关注
。但这种质料合成难题，同时保存严重的清静问题，因而，现在少有研究者对其举行研究
。

　　在众多替换质料中，尖晶石型LiMn2O4是其中的典范代表，其可逆容量为120mAh/g左右
。该质料具有本钱低、清静性能好、无污染等一系列有点，同时其三维的隧道结构使其具有比层状正极质料更好的倍率性能，更适合于用作锂动力电池的正极质料
。但其保存容量较低和高温下循环性能差等弱点，限制了它的应用
。

　　为了综合古板LiCoO2、LiNiO2和LiMn204等正极质料的优势，研究者开发了新型的层状化合物LiCoxNiyMnzO2和LiNi1﹣x﹣yCoxAlyO2，较典范的是LiCo?Ni?Mn?O2和LilNi1-x-yCoxAlyO2质料，前者综合了古板质料的优势，具有稳固的循环性能，容量高，本钱低，清静性能好等突出优势，是现在具有较好的远景的锂离子电池正极质料
。LiNi1﹣x-yCoxAlyO2质料由于充放电历程结构稳固，被以为是大功率锂离子电池的首选正极质料
。

　　除层状三元化合物外，聚阴离子型化合物是现在以为最具潜力的锂离子电池正极质料
。最为典范且已经进入商业化阶段的是LiFePO4质料，该质料具有质料泉源普遍，生产本钱低，比容量高，常温循环性能稳固，热稳固性好，情形友好，充放电平台稳固等优点，因此获得了普遍的关注与研究
。

　　LiFePOa质料的理论比容量为170mAh/g，事情电压为3.4V，该电压既不会导致电解液的氧化剖析，又可以使质料坚持较高的能量密度，因而使该质料成为理想的正极质料
。同时，在充放电历程中保存稳固的两相转变，而不是单逐一连的锂离子浓度的转变，晶体结构险些不会重排，因而其具有稳固的充放电平台，循环性能稳固
。其充放电反应机理如下：

　　充电：LiFePO4-xLi+-xe→xFePO4+(1-x)LiFePO4(1-4)

　　放电：FePO4+xLi++xe-→xLiFePO4+(1-x)FePO4(1-5)可以看出，在充放电历程中，涉及到LiFePO4和FePO4两相之间的转变，同时陪同着Fe2*/Fe*氧化还原反应
。磷酸铁锂质料中，氧原子与铁原子及P原子间以强共价键团结，因此质料相当稳固，但同时也由于较强的氧共价键，使质料的锂离子导电率(1013~1016s/cm)和电子导电率(109S/cm)均较低，现在主要接纳加入导电添加剂提高外貌电导率和掺杂金属离子进入LiFePO4晶格以提高其本体电导率两种方法来改善其导电能力
。而近年来的研究发明，该质料与石墨负极组成的电池，在高温下也保存严重的容量衰减问题
。

　　(2)锂离子电池的负极质料

　　锂离子电池在早期的研究中主要使用金属锂作为负极，可是在充电历程中，负极外貌会爆发析锂征象，最终导致电池短路，引发清静问题
。而嵌锂化合物在负极中的应用锂离子电池乐成商业化的要害
。现在研究较为成熟的是碳负极质料
。

　　碳负极质料主要包括石墨及石墨化质料和无定形碳质料两类
。石墨质料是最早商业化应用的锂离子负极质料，包括自然石墨和人造石墨两种
。碳原子间以SP2杂化轨道键合，呈六角形排列，并在二维偏向延展，层与层之间靠范德华力团结，形成层状微晶结构
。室温下，锂在纯石墨质料中每六个碳原子可以嵌入一个锂，理论表达式为LiCs，理论容量为372mAh/g
。嵌锂后石墨的层间距从0.335nm增添到0.370nm
。

　　碳质料的石墨化水平也称为有序水平，会影响到质料的现实嵌锂容量
。表1-1给出了几种石墨质料的结晶度、现实嵌锂容量
。其中，自然石墨的比容量和结晶度比表中三种人造石墨质料要高，可是自然石墨质料在容量坚持率和本钱上比不上人造石墨
。别的，石墨质料颗粒尺寸、比外貌积、外貌官能团等特征也会影响石墨质料的电化学性能
。

　　无定形碳质料主要包括硬碳1]和软碳[]，该类质料具有较高的比容量，可是在首次嵌锂历程中，有较大的不可逆容量损失，因而限制了其商业化应用
。

　　在非碳质料中，现在研究的主要有金属氧化物质料、硅基质料、合金质料和金属硫化物质料23]，这类质料现在均处于研究阶段，尚未进入大规模的适用化阶段
。

　　(3)锂铁电池电解质

　　锂铁电池的电解质质料作为锂离子在充放电历程中的转达的前言，需知足以下要求：优良的离子导电性和电子绝缘性;较宽的电化学窗口;高热稳固性和化学稳固性;

　　好的清静性;对情形友好
。现在研究和使用的锂离子电池电解质主要包括液态、全固态和凝胶态聚合物电解质
。

　　有机电解液一样平常由三部分组成：电解质锂盐、有机溶剂、添加剂
。现在以为较有潜力的电解质锂盐包括LiBF4、LiAsF6、LiPF6、LiCF3SO3等
。现在商业电池中最常用的是LiPF6，该锂盐在电解液中显示出优异的电导率及电化学稳固性，但价钱较高，同时抗热和抗水解性能也不敷理想
。

　　电解质锂盐需要消融在有机溶剂中，常用的电解液一样平常使用环状碳酸酯和链状碳酸酯的混淆溶剂组成

；纷刺妓狨サ慕榈绯Ｊ细，因而有利于锂离子的解离和移动，但由于其分子间作用力较大，其粘度也会较大，这又倒运于锂离子的迁徙
。而链状碳酸酯则相反，其具有较低的介电常数和粘度
。

　　为了改善电解液的清静性能及与电极的相容性，现实应用中往往会添加阻燃剂、成膜添加剂等电解液添加剂等用以提高电解液的综合性能
。