3.3.3 交流阻抗性能分析 21

4 结论 23

致  谢 24

参考文献 25

 绪论

1.1 锂离子电池的发展现状

随着社会的不断发展，世界能源消耗呈正增长趋势，矿物燃料的燃烧对生态环境造成严重污染，甚至危及到人类的生存。就目前来看，人们已提出和发明了多种储能技术来满足各个领域的不同需求。现有能量储存技术主要有物理式储能、化学式储能、电磁式储能和相变式储能等几大类。其中化学式储能分为钠硫电池、全钒液流电池、铅酸电池、锂离子电池等。这几种化学式储能方式相比较而言，锂离子电池具备能量密度相对高、电压平台高、对环境友好等优点，因此被称为绿色电池。

锂离子二次电池按照电解质材料分为聚合物锂离子二次电池（PLB）和液态锂离子二次电池（LIB）两种。两类电池所采用的正负极材料都是相同的，二者的主要区别在于电解质的状态不同。[1-2]其正极常采用的材料有LiMn2O4或LiCoO2,负极采取Li-C片层化合物（石墨），即采用Li+嵌入的化合物作为正极和负极材料的二次电池。

近十几年来，中国的锂离子电池产业市场发展十分迅猛，基本形成了比较完善的产业链条，同时在国际锂离子电池材料的选配及研发领域占有重要的地位。同时锂离子电池具有大容量存储和高效率的充放电功能特点为其成为新能源汽车和其他新能源产品储能系统的首选产品。

于是，锂离子电池的研制与开发是我国高新技术发展的一个重要方向，同时锂电池所具有使用寿命长，对环境无害、比能高、比功率高、转化率高的优点，也完全符合未来新能源动力电池的特征。将其应用于电动汽车领域可以减少汽车对石油的依赖程度，另一方面也有效地减少了温室气体的排放量。当前，中国锂电池产量约占全球总量的三分之一，年产量全球第一。众多锂离子电池生产单位急需锂电材料。中国锂资源探明储量约为110万吨。2008年锂资源的开采量就已达到3500吨左右。在我国新疆、西藏、青海、四川、江西、湖北、湖南等省份也都探明发现有大量锂资源的存在。

在当前大规模使用的二次化学电源中锂离子电池的性能是最优秀的。具体来说，其主要优点有：

放电性能好，放电电压高，放电电压平台一般在3.2~4.2V以上，通过特殊的制备工艺放电倍率可以提高30多倍；

循环寿命较长，无记忆效应，且普通锂离子电池在100%的放电深度下，充放电次数最高可达到500次，LiFePO4锂离子电池和负极材料为钛酸锂的锂离子电池循环寿命分别都达到2000次和5000次；一般用于电动汽车的动力系统其寿命可比铅酸蓄电池使用寿命长5倍以上；

充放电范围广，一般充电一小时其充电效率可达90%以上。其正常工作要求的温度范围较广，放电的电流小，无记忆效应，对环境无害，是一种安全良好的“绿色电池”；

性价比高成本低廉。

比能量高，锂离子电池的质量比能量和体积比能量分别达到120~200W∙h/kg和300W∙h/L以上，在目前的蓄电池中是最高的；

自放电低，在正常充放电的情况下，锂离子电池的月自放电率仅为5%左右；

充放电效率高，电池循环充放电过程中的能量转换效率可达到90%以上[3-5]；

无论是单位质量可提供的能量还是单位体积可提供的能量，都是传统铅酸可充电电池的3倍以上，而且锂离子电池具有小巧轻盈的优点，因此其市场前景较好。