锂电池100问答文档格式.docx
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国内高校及研究院研究者中最为有名的是陈立泉院士课题组
正极材料：
中南大学的胡国荣教授研究的高压实钴酸锂（在湖南瑞祥已经商业化），高性能三元材料，现在正在研究二元材料，已经取得了研究突破。
电子部第十八研究所（天津电源研究所），天津力神的强有力后盾支持者。
中科院化学所的隔膜生产研究，2007年11月成功建成并投产了一条年产聚丙烯微孔膜600万平方米的生产线。
其他的还有很多的，有兴趣的话自己可以上网搜索。
5、楼主，问一个问题，我做的石墨负极材料，刚涂布到铜箔上时是灰色的，但是当石墨嵌满锂时我刚将其解剖开是金黄色的，在空气中放一会变成了黑色。
有一节电池循环性能不好，在其嵌满锂时我将其解剖开，发现在石墨表面大量析气，最后在石墨表面形成了白色的泡沫状产物，我发帖子跟他们讨论说是石墨的嵌锂化合物反应生成的氢氧化锂，我现在迷茫的就是这几个颜色不同的到底是什么物质，是怎样形成的？
石墨负极材料，即电池在满充电状态下，表现正常的就是金黄色的，这的石墨嵌入锂离子后形成LiC6的颜色显现。
电池循环性能不好，嵌满锂时我将其解剖开，发现在石墨表析气冒泡，这里有两个问题存在，一个就是你是负极材料本身有问题，再者就是电池的正负极容量不匹配造成了电池在循环过程中在负极表层析锂，遇空气之后锂与空气反而引起的。
白色的泡沫状产物一般为氢氧化锂和碳酸锂的混合物，碳酸锂占多数。
那为什么负极会从灰色变为黑色呢？
白色的可能是过充后锂沉积后与空气的产物，那黑色呢，为什么循环后取出来会是黑色的？
是两种不同物质接触空气的结果，循环后的是锂接触控制造成的，一种的LiC6接触空气反应造成的。
、
6、有一个问题想请教楼主，现在商品化的锂离子电池都是要求隔膜有自关闭的属性，那么如果用一种耐热性足够高（Tg在340℃左右）的聚合物微孔膜作为锂电池的隔膜，您觉得是否可行呢？
我个人觉得在现在的电芯技术条件下是不可取的，因为电池有个热效应的，当温度达到一定的程度后，电池内部的反应会加剧，如果隔膜不及时关闭的话，正负极之间就会有锂离子继续传递，对电池的安全性能不好。
严重的会爆炸的。
如果技术成熟，有高安全的正负极材料和电解液匹配，应该是可以的。
7、问下楼主对现在的正极材料发展怎么看，锰酸锂。
磷酸铁锂，钒酸锂，硅酸铁锂，硅酸锰锂，二元，三元。
不知道楼主对这些材料有什么看法呢？
1、钴酸锂：
钴酸锂也是目前应用最为广泛的正极材料，钴产生3.9V（vs.Li）的电势平台，对钴酸锂而言，对应于其理论容量，高达274mAh/g，实际容量可达155mAh/g，具有很高的能量密度。
但是对钴酸锂（LixCoO2，0<
x<
1）而言，当x=1时，对应于其理论容量，高达274mAh/g，但在实际的循环过程中，当x>
0.55时，材料的容量发生严重的退化，其层状结构倾向于塌陷。
另外其资源紧缺也是限制瓶颈之一。
2、镍酸锂：
Ni4+/Ni3+电对能产生3.75V的电势平台。
它能可逆的嵌脱0.7Li，具有接近200mAh/g的循环容量，但在实际中，很难得到这个结果。
首先在高温下，由于Li的挥发，很难合成化学计量比LiNiO2，高温时六方相的LiNiO2很容易向立方相的LiNiO2转变，这种锂镍置换的立方相的没有电化学活性，而且这个反应的逆过程很慢并且不完全。
此外在充放电过程中，LiNiO2还会发生一系列的结构变化，而导致嵌锂容量的损失。
实际上镍酸锂无太大实用价值。
3、镍钴二元材料和多元复合材料：
由于半径相近，Ni和Co几乎可以以任何比例形成固溶体。
近几年来，多元混合掺杂的层状氧化物得到了大量的研究，不同金属原子比例的镍钴锰多元材料得到了研究，但是颗粒形貌和粒度分布不得到有效的控制，只有在足够高的电势下（大于4.5V）才能获得180mAh/g的容量，此外没有从根本上改变钴系材料的特点。
4、尖晶石锰酸锂：
与钴酸锂和镍酸锂相比，锰酸锂原料来源广泛，价格非常便宜（只有Co的10%），而且没有毒性，对环境友好。
曾一度被认为是替代LiCoO2的首选锂离子电池正极材料。
尖晶石LiMn2O4的容量衰减主要来源于：
一方面为强烈的电子-晶格作用，即Jahn-Teller效应，在放电过程中，尖晶石颗粒表面会形成Li2Mn2O4或形成Mn的平均化合价低于3.5的缺陷尖晶石相，这会引起结构不稳定，造成容量的损失。
另一个方面在于循环过程中Mn的溶解流失，由Mn3+很容易发生歧化反应，生成Mn2+和Mn4+；
Mn2+溶解于电解液中而造成Mn的流失。
所以一直以来市场受到严重限制。
5、橄榄石型磷酸铁锂：
这个就不多说了，研究比较火热，除了现在A123做的比较好之外，其它都是小打小闹的！
6、至于钒酸锂，硅酸铁锂，硅酸锰锂这些都还处在实验室研究阶段，研究的人比较多，优点也不少，但是其缺陷性也比较大，要应用的话还要看大家的研究进展状况，估计还要一段时间的磨合，而且钒酸锂的污染比较大，也有毒啊。
8、实验室粉末微电极及三电极体系最好是如何制作，用什么材料制作？
这里有个三电极的资料，可以参考。
粉末微电极我用的少，没有对其做过研究啊。
9、楼主
我们现在在测试原料的水分含量
现在想问哈原料含水量在千分之一左右，甚至低于千分之一，有没有必要进行烘烤，目前想把一些没有必要烘烤的材料不烘烤了，这个有什么后患没？
如果材料的失重率低于千分之一的话可以不进行干燥处理，后续是没有影响的！
10、楼主好！
我是研究超级电容器方面的，肯定对一些电极材料做电化学测试其性能是必不可少的！
我想问问两电极和三电极测试到底有什么实质性的区别？
仅仅是有无参比电极的问题吗？
再者如果没有参比电极的话，测试的图形好像不是很稳定？
它们测试的CV图有什么不同呢？
哪个测试方法要准确一些呢？
谢谢指导！
二电极：
工作电极和辅助电极；
三电极：
工作电极/辅助电极与参比电极。
装置在工作的时候，会产生电化学极化和浓差极化，三电极体系因为参比电极的作用能够精确的控制电势差，减少误差。
二电极法操作简单，但由于无参比或参比与队电极是一个，所以比较适用于恒电流沉积；
三电极稍微复杂，但适于恒电位，恒电流，循环伏安，脉冲等等各种电化学沉积。
但是总体上来说的话，两电极和三电极并没有实质区别的，关键在于你研究的体系，两电极法对设备要求简单，应用较多。
而三电极法虽然误差较小，但是装置搭建和对仪器设备的要求也较高，故在我们的研究体系中我们采用的是两电极的方法进行研究的。
如果从应用上来说的话，1.假如要表征一个扣式电池（或者是其他得电池）得总体阻抗得话，一般选择两电极体系，即装配好得扣式电池即可；
假如要表征材料得性质，要用到三电极体系，因为参比得引入消除或者减少了对电极得影响，更能表征研究对象得电阻。
11、超级电容器中隔膜具体有哪些作用？
谢谢
1、有效隔离正负电极，阻止活性物质迁移，防止电子导通，保证超级电容器内部不短路和不自放电。
2、能使两极之间进行离子交换，进行电荷富集，从而形成电源电动势。
3、极低的面电阻，以免大电流充放电时引起电容器发热和输出负载电压下降。
4、电解液吸附和储存能力。
12、楼主你好，问一下怎么看待目前锂电池中电池安全性的问题，有什么新方法、新工艺对提高安全性有帮助？
谢谢！
首先我想引用毛焕宇说过的一句话诠释一下这个问题：
他说“他相信通过电池材料技术、制造技术的不断改进，锂电池的安全问题能够最终解决”。
一、电池材料技术
1、首要我比较推崇隔膜的一些改进，聚合物改性隔膜和无机有机聚合物改性隔膜，不管是后处理还是制程处理，都能够显著的提高电池的安全性能，尤其是电池的滥用安全性能。
比如：
德固赛获得专利的创新性产品SEPARION&
reg;
隔膜使汽车工程师们梦想成真。
这是一种经过陶瓷浸渍涂层的以PET聚合物为基体的材料，具有相应的化学稳定性和热稳定性。
在生产中，德固赛使用由氧化铝、氧化锆和氧化硅组成的特殊混合物高柔性聚合物无纺布，从而制造出可弯曲的隔离膜；
AsahiKaseiInorganic-blendedseparator（日本旭化成无机混合隔膜），此隔膜的空孔率在提高到50～70％的同时，还将电阻降低到了以往产品的一半。
（以上这些资料我在小木虫内均有共享的，有兴趣可以看看）但是这些改进能够正式投入使用的都是一些国外的企业和研究院所，中国在这方面还要大力加强研究力度。
2、正负极材料，这一方面的话做的事情比较多，研究的人也不少，大多都停留在表面包覆改性，掺杂等上面，不过也取得了一定的成效，但是实际上能够发挥很大作用的寥寥无几了。
要彻底改善这些害的从源头开发新的高安全性能材料着手。
这方面在日本和美国做的比较多，比如美国阿贡实验室，劳伦斯伯克利国家实验室，国太平洋西北国家实验室等。
3、电解液，对于现有的液体电解液只要考虑开发温度稳定范围宽、导电率好的锂盐，如M公司研究HQ-115，即二-（三氟甲磺酰）亚胺锂电解液盐，另一方面就是开发出电化学窗口较宽，热稳定，可以适当添加一些合适的电解液添加剂等。
美国阿贡国家实验室，美国喷射推进实验室等对此有较为深入的研究。
另外就是：
以聚合物电解质代替有机电解质，在凝胶电解质中添加纳米惰性无机填料，固体聚合物电解质，日本大曹（DAISO）株式会社采用一种醇类橡胶聚合技术形成现有的固体电解液，其具有优异的导电性能和电化学稳定性。
二、制造工艺技术：
主要把握浆料分散技术，电芯一致性技术（提高电池一致性），电源管理系统。
这里面涉及到很多技术问题，再此不做深入介绍，可以参见我发的一些资源帖。
13、能不能说一下怎么样从隔膜方面评价一个电池的好坏，都有哪些测试方法？
怎么去测？
这个在我发的一些关于隔膜的资源帖里有介绍的，可以自己下载去参考。
主要关注隔膜的主要性能包括透气率、孔径大小及分布、孔隙率、力学性能、热性能及自动关闭机理和电导率等。
透气率是透气膜重要的物化指标，由膜的孔径分布、孔隙率等决定。
其次就是做成电池按照安全测试标准进行电池的安全测试!
14、我是做锂电导电剂的，尤其是动力锂电用导电剂。
楼主能不能告之这方面的市场情况？
目前国内动力锂电公司用的哪种牌号的导电剂呢？
价位多少啊？
现在一般的导电剂都可以作为动力电池用的，如S-P，KS-6,AB，炭黑等。
但是你要做比较高端的动力点吃的话，这些有些力不从心的。
可以参见：
日本产动力型锂离子电池超级导电剂，科琴黑：
用于锂电行业的有ECP和ECP-600JD，是目前锂电行业的一颗新星，它有几个优点：
1.纯度高；
杂质多了会对电池的安全、稳定性、循环性等都有很大负面影响。
2.添加量低；
是普通超级导电炭黑的1/3，甚至1/5。
当然价格业贵些。
3.生产高倍率和大容量以及大电流锂电，推荐用ECP,最好用ECP-600JD。
这两只产品对倍率、容量、电流密度都有大幅度提升。
但是分散比较难。
另外一种就是CNTs，关键看你的工艺分散工艺是否成熟，如果CNTs用好了，可以大幅度提升电池的倍率和安全性能。
15、楼主你好，请问用共沉淀法在LiFePO4中掺Mn的关键是什么，是调节PH吗？
找一个合适的PHDomain使两者沉淀，同时又不会产生其他杂质沉淀吗？
具体的制备你可以参见《G.Nuspl,L.WimmerandM.Eisgruber,WO2005/051840,2005》这篇专利。
掺锰后有利于提高电池的比容量和电压。
16、锂电菜鸟！
请教：
我现在是重复实验，可是按照文献上合成出的LiMn2O4，装成模型电池，可是怎么做都达不到文献上的结果！
什么50次、100次循环后容量保存率98%以上！
我的材料根本达不到，一般10次以后就衰减到50%了~！
不知道有哪些原因啊？
XRD测试表明是纯相LiMn2O4！
并不是说你合成出了锰酸锂，XRD测试也表明你的是纯相LiMn2O4，那么你的性能就一定会好。
这与你合成出来的材料的物化性能（如粒度，比表面积，振实密度等）息息相关的。
一般文献可以借鉴，但是不可以纯粹模仿，因为人家有些关键的步骤或者添加了其他物质是不会写进去告诉你的。
一般来说纯相的锰酸锂性能是比较差的，如果你不进过相应的改进。
主要体现在在循环过程中锰离子的溶解，Jahn-Teller效应和氧缺陷。
建议你再查阅锰酸锂改性的相关文献看看，建议在合成的时候提高氧含量和烧结时间，提高材料中锰的价态。
掺杂元素主要有：
Li、Mg、Zn、Ni这些可以调高锰的价态。
另外Cr、Al、Ga等可以改变其晶胞参数，提升提稳定性能。
17、我也问一个初级的问题，三元氢氧化物前驱体制备过程中，金属离子、氨水、碱溶液浓度该是什么浓度？
参考值：
金属离子0.5-3mol/L均可以，镍、钴、锰盐的比例按照你要合成三元材料的组成成分进行添加，如LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2，则按照1:
1:
1进行添加。
氨水2～10mol/L，碱溶液浓度2～10mol/L。
具体视工艺调节。
这个没有一个确数，也没有一个国家标准，工业上面各个厂家的配比也有区别。
为了考虑产能的问题，工业上的盐溶液浓度会尽可能高，但是同时也要考虑溶解度得问题，一般至少在2M以上。
如果你要做实验，最好采用一个稳定的盐溶液总浓度，因为一个稳定的方法下，盐溶液浓度和氨水浓度、碱溶液浓度都有关，你一个变化，其他都要跟则变化。
如果能够保证溶解的话，你把盐溶液浓度尽量提升都没事，这样产能更大。
氨水一般采用浓氨水，摩尔浓度一般在10M以上。
碱的浓度一般在6M以上，你配到10M也是可行的，但是同样的，氨水在碱溶液中的含量也需要跟着变化，因为你反应中控制的是pH的稳定，你反应液的浓度一变化，为了维护体系pH的稳定，相应的其他溶液的浓度就要跟着变化，而随着盐溶液的浓度的变化，作为络合剂的氨水的浓度也要变化。
以上这些都没有一个确数，如果在研究初期一定要有一个基准开始实验的话，我建议你从盐溶液2M的总浓度，碱溶液5～6M的浓度，氨水在碱溶液中的含量可以作为变量作为你实验需要研究的数据之一来进行考察。
一般氨水的量多一些比少一些要好，至少粒度、振实密度都能上去，生长的比较有序，但是太大容易母液变蓝，从而产生很多未反应的游离粒子，从而降低产能，影响环境，并造成偏析。
所以，氨水的含量建议你从大的含量开始往小得实验，找到合适的值。
18、我看到文献上没有改性的LiMn2O4循环性能也比我的好很多啊！
还有就是做极片的时候，怎么防止烘干开裂啊！
我看到很多人碰到这样的问题！
不知道有没有什么好的办法么有？
首先，不要盲目相信文献上的东西，文章里面几分真几分假几分艺术加工自己写过都清楚
其次，影响你材料性能的因素太多了，包括你的前躯体制备工艺、前躯体性能Li/Me比、焙烧工艺、破碎工艺、电池组装和测试制度，甚至和天气气候都有关系，盲目的去拿自己不成熟的东西和文献比没有意义，不是说你一个材料做的不如文献上说的好，就一定是什么大问题。
我建议你首先采用一个稳定的电池组装和测试的制度，在此基础上，进行正交试验，对于一系列影响性能的因素：
包括前躯体制备工艺、混料工艺、焙烧工艺、破碎工艺等进行研究，测试一系列材料的性能，这样的数据才有反应实际情况。
19、如果是要做球形三元前驱体的话，又要注意哪些因数呢？
另外在实际工业中又是如何避免锰氧化的呢？
关键因素：
pH的控制、温度、搅拌转速、络合剂（氨水）的含量；
这几个控制好了，球形度不是问题。
锰的氧化主要是在反应中控制，反应釜中需要通入氮气气氛保护，一直到反应结束为止，料放出来了就不用管了。
另外，锰的避免氧化主要是在反应过程中进行的，因为锰的氧化严重影响到前躯体的结构和球形度，而当前躯体生长完全之后，也就是出料之后，锰的氧化就不用理会了，在焙烧过程中，相反要提供充分的焙烧条件，让锰被氧化到高价态，从而提高材料的电性能
20、楼主好！
我想请问一下现在LiMn2O4高温改性的最新方向？
高温性能的改进涉及电极/溶液界面的各个环节:
体相掺杂、表面相掺杂、减小比表面、电解液组成优化、采用能够捕获质子作用的电解液添加剂、以及能够吸收氧气的电极材料添加剂等。
其复杂性不是一般就能解决的。
不过我个人觉得的话，采用表面包覆处理还是最有效的办法，表面包覆的物质包括：
各类无机氧化物，钴酸锂材料等。
但是其包覆的厚度需要严格控制。
如果可以将其做成表面包覆的锰酸锂壳核结构的话应该还是蛮不错的一条技术路线。
21、弱弱地问一下，在目前研究负极材料中，石墨，Si基，Sn基，钛酸锂等等，就目前文献看，需要均往纳米方向靠，什么纳米管，纳米棒之类，个人感觉工业化起来确实比较难,请问专家如何看待这个问题，再者，如何看待目前正研究的这些负极材料的优缺点的....谢谢....
我也觉得工业化起来确实比较难，不过目前的话，对于硬碳，合金，钛酸锂负极材料的话其工业化已经开始了，不少的大公司已经开始采用或者有的已经都用了好几年了，不如硬碳，三星就早在好几年前就开始工业化用作负极材料制作锂电池了。
钛酸锂也已经有突入使用的，比如东芝和国内的银通等。
但是对于硅碳等则还需要一段时间的研究，也有的一些材料企业做的还不错，如BTR、杉杉、日本很多企业也在研究的不错。
22、您好，我问一下，磷酸钛锂做负极时，正极用什么？
只能用磷酸铁锂吗？
水溶液锂离子电池的关键在于选择合适的电极材料。
水的电化学稳定窗口（-0.4～2.6V）限制了电极材料的选择范围。
正极材料部分，之前的研究表明LiMn2O4,LiFePO4及LiCoO2都是比较不错的选择。
而负极材料部分，一直都未出现一种相对较为理想的解决方案。
斯坦福大学的研究人员证实，LiTi2（PO4）3（LTP）作为负极材料的电极开路电压为2.5V（vsLi/Li+），是目前唯一一种最接近2.6V分解电压且能脱嵌锂离子的电极材料。
但是其正极材料的匹配上这个我倒是不太清楚，估计还要研究才能确定不同正极材料的匹配效果。
23、负极材料方面，如锡基硅基材料，除了提高其循环稳定性还有没有其它的机理方面的东西需要进一？
硅材料由于在嵌脱锂过程中会产生严重的体积膨胀和收缩,从而产生破裂、粉化失效，导致材料结构的崩塌和电极材料的剥落而使电极材料失去电接触。
对于硅材料,目前人们提出解决这一问题的办法主要有两种:
一种是采用氧化物作为前驱体,在充放电过程中氧化物首先发生还原分解反应,形成纳米尺度的活性金属；
。
另一种是采用超细合金及活性/非活性复合合金体系。
我觉得机理方面要研究的东西还是比较多的，对于其膨胀，失效模式，已经改进为什么会抑制一部分膨胀都以及膨胀的快慢与什么因素有关都是可以研究的。
对于锡基材料的话，其储锂的机理以及改性后的机理机理，容量衰退是主要原因等都可以作为研究的对象。
24、楼主
我想请教一些关于锂离子应用方面的知识，主要在通信领域有哪些方面，还有对锂离子电池的要求。
通信领域的话现在用得最多的就的作为储能电站使用，防止突然停电带来的通信障碍，起到应急供电的作用。
然而储能电池并非一般的动力电池可以取代，其必须满足一下的基本要求：
高电压（>
12V）；
高容量（>
5Ah）；
高循环寿命（500～3000次,100%DOD）；
长储存寿命（5～10年,50%SOC）；
随时充电；
脉冲放电；
恶劣环境适应性（高温、低温、酸性、碱性）。
25、对于硅材料,硅的氧化物，二氧化硅是具有储锂活性的吗？
SiO与SiO2都有报道，SiO和Li反应的机理为，首次放电过程形成Li-Si合金和锂硅酸盐,其中的锂硅酸盐是不可逆的。
后续的反应只是Si和Li的合金化和去合金化。
一般认为SiO2是电化学惰性的，不能直接和Li反应。
但在2000年左右，有报道纳米SiO2在颗粒尺度达到7nm左右时是具有电化学活性的，反应电位在0-1V（对Li），其可逆容量达到400mAh/g左右。
26、请问你对负极用的SBR粘结剂了解的多吗？
我现在想买一瓶这种SBR，但是，规格很多，不知道一般经验是用什么样的比较好，如分子量，其中苯乙烯的含量是多少？
建议你使用日本进口的SBR：
日本A&
L株式会社负极粘结剂。
公司主页有具体的资料可以参考：
http:
//www.n-al.co.jp/sbr/sbr_nal/sbr_nal_film.html
另外关于CMC、SBR，推荐看这两篇文献：
JournalofPowerSources189（2010）108–113,Electrochemicalpropertiesofcarbon-coatedSi/Bcompositeanodeforlithiumionbatteries.
ELECTROCHEMICALANDSOLIDSTATELETTERS卷:
8，期:
2
页:
A100-A103出版年:
2005
EnhancedcyclelifeofSianodeforLi-ionbatteriesbyusingmodifiedelastomericbinder。
27、楼主您好，我是今年刚毕业的学生，在一家锂离子动
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