第3章 鋰離子電池
3.1 鋰離子電池概述
鋰離子電池是指分別用兩個能可逆地嵌入與脫嵌鋰離子的化合物作為正負極構成的二次電池。鋰離子電池充電時，陰極中鋰原子電離成鋰離子和自由電子，并且鋰離子向陽極運動與自由電子合成鋰原子。放電時，鋰原子從石墨晶體內陽極表面電離成鋰離子和自由電子，并在陰極處合成鋰原子。所以，在該電池中鋰永遠以鋰離子的形態出現，不會以金屬鋰的形態出現，所以這種電池叫作鋰離子電池。
鋰離子電池是近年來出現的金屬鋰蓄電池的替代產品，電池的主要構成為正負極、電解質、隔膜以及外殼。正極采用能吸藏鋰離子的碳極，放電時，鋰變成鋰離子，脫離電池陽極，到達鋰離子電池陰極；負極的材料選擇電位盡可能接近鋰電位的可嵌入鋰化合物，如各種碳材料包括天然石墨、中間相碳素微球等和金屬氧化物。電解質采用LiPF6的乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯和低黏度二乙基碳酸酯等烷基碳酸酯搭配的混合溶劑體系。隔膜采用聚烯微多孔膜如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）或它們的復合膜，尤其是PP/PE/PP三層隔膜不僅熔點較低，而且具有較高的抗穿刺強度，起到了熱保險作用。外殼采用鋼或鋁材料，蓋體組件具有防爆斷電的功能。
鋰離子電池具有能量密度高、壽命長、充放電倍率高和低溫性能好等優點，廣泛用于數碼產品、家用電器、醫療器械、乘用車、商用車和特種電源等領域。鋰離子電池按照外形可分為圓柱形鋰離子電池、方形鋰離子電池和扣式鋰離子電池。由于圓柱形鋰離子電池具有非常高的自動化水平、成熟的工藝和較高的安全性，其市場占有量不斷提高。