1.1 锂离子电池背景及简介

1.1.1 背景

电子信息时代使对移动电源的需求快速增长，锂离子电池经过近几十年的发展，已经成为一种相对成熟的技术，由于它具有体积小、重量轻、高储能、循环寿命长等特点，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。

锂离子电池应用的领域主要在通信通讯、便携式电器以及电动汽车方面。手机，笔记本电脑等都要轻质量，高容量的二次电池，有着最高能量密度的锂离子电池正好满足了上述需求，故在这些方面得到了广泛的应用。

自Sony公司推出锂离子二次电池以来，以C/LiCoO₂体系为主的商品锂离子电池由于具有高容量、高电压、环境友好等优势, 已在便携式电子设备领域得到了广泛应用。但由于体系的锂离子电池存在成本、安全和寿命等方面的问题, 限制了其在动力和储能领域的应用。选择合适的锂离子电池材料, 开发新的电池体系是解决问题的关键。

尖晶石LiMn₂O₄正极材料具有三维隧道结构, 锂离子可以可逆地从尖晶石晶格中脱嵌, 不会引起结构的塌陷, 同时热稳定性好, 锰资源丰富、成本低廉, 是目前最有希望代替的正极材料之一。

相比于传统的碳负极材料, Li₄Ti₅O₁₂负极材料的结构与尖晶石相似, 具有充放电过程中骨架结构几乎不发生变化的”零应变” 特性, 嵌锂电位高而不易引起金属锂析

出, 同时不与电解液反应, 具有非常优越的循环性能和安全性能，同时价廉易得, 是很有前景的锂离子电池新型负极材料之一。

1.1.2 锂离子电池电极材料简介

（1）正极材料

作为锂离子电池的正极材料，Li^＋离子的脱嵌与嵌入过程中结构变化的程度和可逆性决定了电池的稳定重复充放电性。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;