实验八 锂离子电池制备及性能测试实验指导书

1 

实验一：锂离子电池制备及性能测试

实验学时：

6 

实验类型：

综合

实验要求：

必修

一、实验目的

(1

）了解锂离子二次电池的工作原理；

(2

）了解电解质溶液的导电机理和锂离子电池电极材料的合成方法；

(3

）掌握扣式锂离子电池电极的制备工艺及电池的装配过程；

(4

）掌握锂离子电池电性能测试方法。

二、实验内容

扣式锂离子电池电极的制备工艺及电池的装配过程和扣式锂离子电池电化学性

能测试。

三、实验原理、方法和手段

液态锂离子二次电池通常采用层状复合氧化物为正极，人造石墨或者天然石

墨为负极，充放电过程中通过锂离子的移动实现。以商品化的液态电解质锂离子

电池为例，如下图

1- 1

，正极材料和负极材料分别为

LiFePO

4

和石墨，以

LiPF

6

- 

EC-DEC

为电解液，其电池工作原理如下：

锂离子电池实质上是一种锂离子浓差电池，正负电极由两种不同的锂离子嵌

入化合物组成。正极材料是一种嵌锂式化合物，在外界电场作用下化合物中的

Li

从晶体中脱出和嵌入。当电池充电时，

Li

+

离子从正极嵌锂化合物中脱出，经过电

解质溶液嵌入负极化合物晶格中，正极活性物处于贫锂状态；电池放电时，

Li

+

则从负极化合物中脱出，经过电解质溶液再嵌入正极化合物中，正极活性物为富

锂状态。为保持电荷平衡，充放电过程中应有相同数量的电子经外电路传递，与

Li

+

一起在正、负极之间来回迁移，使正、负极发生相应的氧化还原反应，保持一

定的电位。工作电位与构成正、负极的可嵌锂化合物的化学性质、

Li

+

离子浓度等

有关。

在正常充放电过程中，负极材料的化学结构不变。因此，从充放电反应的可

逆性看，锂离子电池反应是一种理想的可逆反应。锂离子电池在工作电位与构成