毕业设计（论文）-聚合物锂离子电池的研究现状.doc

聚合物锂离子电池的研究现状 i 目录 摘要1 第一章 聚合物锂离子电池发展史.2 第二章 聚合物锂离子电池的概述.3 2.1 聚合物锂离子电池的基本结构与分类.3 2.1.1聚合物锂离 子电池的基本结构3 2.1.2聚合物锂离子 电池的分类3 2.2 聚合物锂离子电池的工作原理4 2.3 聚合物锂离子电池的正负极材料.5 2.3.1聚合物锂离子 电池的正极材料5 2.3.2聚合物锂离 子电池的负极材料5 2.4 聚合物锂离子电池的特点.6 第三章 聚合物锂离子电池产业现状与发展趋势.7 3.1 聚合物锂离子电池正确使用7 3.2 聚合物锂离子电池产业环保现状及存在的问题8 3.3 解决环保问题的关键举措是全面实施电池回收政策9 3.4 我国对聚合物锂离子电池产业的发展设想9 第四章 聚合物锂离子电池的应用.11 4.1 电子产品11 4.2 交通工具11 4.2.1现代汽 车12 4.2.2 电动自行车.12 4.3 航空航天13 4.4 军事13 4.5 其它13 4.5.1 医疗14 4.5.2 电力储存系统.14 4.5.3 其它方面14 结 论.15 德州职业技术学院毕业论文设计 ii 参考文献.16 致 谢.17 聚合物锂离子电池的研究现状 1 摘要摘要 聚合物锂离子电池是将电能转换为化学能储存起来，又能将化学能转换为 电释放出去的一种电化学装置，其生产制造的专业化程度较高。在工序产品特 性的形成过程中，有诸多的物理变化与化学变化，相互交织及电能、化学能、 热能和机械能的相互转化。聚合物锂离子电池是指其中的 li+嵌入和脱出正极材 料的一种可重放电的高能电池。 关键词 聚合物锂离子电池聚合物锂离子电池 结构结构 分类分类 工作原理工作原理 优缺点优缺点 德州职业技术学院毕业论文设计 2 第一章 聚合物锂离子电池发展史 任何事物的诞生都有一定的背景，锂离子电池的产生同样也离不开这一点。 20 世纪 6070 年代发生的石油危机迫使人们去寻找新的能源。在 20 世纪 70 年代初实现了锂离子电池的商品化。在 20 世纪 80 年代末以前，人们主要集中 在以金属锂及其合金为负极的锂二次电池体系。1980 年，goodenough1等提出 以氧化钴锂（licoo2）为正极材料的锂充电电池，揭开了锂离子电池的雏形。 1985 年发现碳材料可以作为锂充电电池的负极材料，发明了锂离子电池，1986 年完成了锂离子电池的原形设计。20 世纪 80 年代末、90 年代初，moli2公司 和 sony 公司发现用具有石墨结构的碳材料取代金属锂负极，正极采用锂与过渡 金属的复合氧化物如氧化钴锂（licoo2） 。 聚合物锂离子电池在 1994 年诞生，当时是采用凝胶型聚合物电解质，其原 理和概念是原 bellcore3公司提出的。后来日本 sony4、韩国 samsung5等公司 在此基础上开发出新型结构的凝胶型聚合物锂离子电池，并在 2000 年前后进行 了生产。 目前使用的聚合物锂离子电池的原理和充放电过程中进行的电化学反应， 除了电解质采用凝胶型聚合物电解质外，实际上与液态锂离子电池基本上一样。 聚合物锂离子电池的研究现状 3 第二章 聚合物锂离子电池的概述 2.1 聚合物锂离子电池的基本结构与分类 2.1.1 聚合物锂离子电池的基本结构 (1)正极钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂 (2)隔膜聚丙烯、聚乙烯微孔膜 (3)负极li+单质、li+合金、石墨化碳材料、非碳负极材料 (4)电解液锂盐和有机溶剂的凝胶型聚合物电解质 (5)外壳五金件外壳、安全阀、过充过放保护电路 图 2-1 方形聚合物锂离子电池结构图 2.1.2 聚合物锂离子电池的分类 聚合物锂离子电池可分为三类： (1)固体聚合物电解质锂离子电池 电解质为聚合物与盐的混合物，这种电池在常温下的离子电导率低，适于 高温使用。 (2)凝胶聚合物电解质锂离子电池 即在固体聚合物电解质中加入增塑剂等添加剂，从而提高离子电导率，使 电池可在常温下使用。 (3)聚合物正极材料的锂离子电池 德州职业技术学院毕业论文设计 4 采用导电聚合物作为正极材料， 其比能量是现有锂离子电池的 3 倍， 是最新一代的锂离子电池。由于用固 体电解质代替了液体电解质 ,与液态锂 离子电池相比，聚合物锂离子电池具有可薄形化、任意面积化与任意形状化 等优点，也不会产生漏液与燃烧爆炸等安全上的问题，因此可以用铝塑复合 薄膜制造电池外壳，从而可以提高整个电池的比容量；聚合物锂离子电池还 可以采用高分子作正极材料，其质量比能量将会比目前的液态锂离子电池提 高 50%以上。此外,聚合物锂离子电池在工作电压、充放电循环寿命等方面 都比锂离子电池有所提高。基于以上优点，聚合物锂离子电池被誉为下一代 锂离子电池。聚合物锂离子 (lithium ion polymer)电池，具有更高能量密度、 小型化、薄型化、轻量化、高安全性、长循环寿命与低成本的新型电池。因 此，在未来 23 年内，聚合物锂电池取代锂离子电池市场的份额将达 50%。 2.2 聚合物锂离子电池的工作原理 聚合物锂离子电池充、放电化学反应的原理方程式（以里化合物）如下： (-) c | lipf6ec+dec | licoo2 (+) 正极反应：licoo2=li1-xcoo2+xli+xe- （2- 1） 负极反应：6c+xli+xe-=lixc6 （2- 2） 电池总反应：licoo2+6c=li1-xcoo2+lixc6 （2- 聚合物锂离子电池的研究现状 5 3） 图 2-2 锂离子电池原理结构 聚合物锂离子电池的原理与液态锂相同，主要区别是电解液与液态锂不同。 电池主要的构造包括有正极、负极与电解质三项要素。 图 2-3 新型锂离子电池 新一代的聚合物锂离子电池在形状上可做到薄形化（atl 电池最薄可达 0.5 毫米,相于一张卡片的厚度） 、任意面积化和任意形状化，大大提高了电池造 型设计的灵活性，从而可以配合产品需求，做成任何形状与容量的电池，为应 用设备开发商在电源解决方案上提供了高度的设计灵活性和适应性，以最大化 地优化其产品性能。同时，聚合物锂离子电池的单位能量比目前的一般锂离子 电池提高了 50%，其容量、充放电特性、安全性、工作温度范围、循环寿命 （超过 500 次）与环保性能等方面都较锂离子电池有大幅度的提高。 2.3 聚合物锂离子电池的正负极材料 2.3.1 聚合物锂离子电池的正极材料 锂离子电池一般选用过渡性金属氧化物为正极材料。一方面过渡金属存在 混合价态，电子导电性比较理想，另一方面不易发生歧化反应。理论上具有层 状结构和尖晶石结构的材料，都能做锂离子电池的正极材料，但由于制备工艺 上存在困难，目前所用的正极材料仍然是钻、镍、锰的氧化物，常见的正极材 料有：氧化钻锂(1ithiumcobaltoxide)、氧化镍锂(1ithiumnickeloxide)、氧化锰锂 (1ithiummanganeseoxide)和钒的氧化物(vanadiumoxide)6。另外还出现了一些 新型的正极材料，如lifepo4正极材料和导电聚合物正极料。 2.3.2 聚合物锂离子电池的负极材料 作为锂二次电池的负极材料，首先是金属锂，随后才是合金。但是，它们 无法解决锂离子电池的安全性，这才诞生了以碳材料为负极的锂离子电池。聚 德州职业技术学院毕业论文设计 6 合物锂离子电池的负极材料与锂离子电池基本上相同。自锂离子电池的商品化 以来，研究的负极材料有以下几种：石墨化碳材料、无定形碳材料、氧化物、 硅基材料、锡基材料、新型合金和其他材料。 对于实际应用负极材料而言，要考虑的因素比较多，除了可逆容量、不可 逆容量和循环性能外，还应该包括负极材料与集流体的粘结性、制成负极极片 的压实密度、体积容量密度、质量容量密度等，而后面这些因素往往是从事负 极材料研究的人员所忽略的。当然，负极材料的导电性、比表面积也是要考虑 的因素。 2.4 聚合物锂离子电池的特点 在锂离子电池基础上诞生的聚合物锂离子电池，除了拥有锂离子电池的特 点外，还具有一下特点： (1)塑型灵活性，可以制成各种形态的电池； (2)完美的安全可靠性，不易燃烧； (3)更长的循环寿命，容量损失少； (4)体积利用率高，比液态锂离子电池要高 10%20%； (5)不需要串联就可以做成大电池； (6)不需要用传统的隔膜材料； (7)更易于大规模工业化生产； (8)应用领域更广； (9)在全固态聚合物锂离子电池中，采用金属锂作为负极材料将有可能成为 可能。 聚合物锂离子电池的研究现状 7 第三章 聚合物锂离子电池产业现状与发展趋势 电池工业是新能源领域的重要组成部分，是全球经济发展的一个新热点， 2006 年，美国十大科技计划中有两项为电池项目，聚合物锂离子电池行业销售 总额的三分之一，与电力、交通、信息等产业发展息息相关，在运输工具和大 型不间断供电电源系统中处于控制地位，是社会生产经营活动和人类生活中不 可或缺的产品。聚合物锂离子电池产业是二十一世纪最有发展前途和应用前景 的新型绿色能源体系，同时关系到国家可持续发展战略的实现。 近年来，聚合物锂离子电池技术不断发展，产品日臻成熟。起动电池结构 逐步优化升级，为我国成为世界主要汽车生产国起到重要支撑作用。电池作为 备用电源、大型储备电源的核心部件，其生产已成为国民经济发展中重要的基 础性产业。聚合物锂离子电池行业大有可为。 3.1 聚合物锂离子电池 正确使用 (1)注意事项 1、避免在严酷条件下使用，如：高温、高湿度、夏日阳光下长时间暴晒等，避 免将电池投入火中； 2、拆电池时，应确保用电器具处于电源关闭状态；使用温度应保持在2050 之间； 3、避免将电池长时间 “存放”在停止使用的用电器具中； (2)锂离子电池的使用 1、如何为新电池充电 , 在使用锂电池中应注意的是，电池放置一段时间后则进入休眠状态，此时容量低 于正常值，使用时间亦随之缩短。但锂电池很容易激活，只要经过 35次正常的充 放电循环就可激活电池，恢复正常容量。由于锂电池本身的特性，决定了它几乎没有 记忆效应。因此用户手机中的新锂电池在激活过程中，是不需要特别的方法和设备的。 德州职业技术学院毕业论文设计 8 对于锂电池的 “激活”问题，众多的说法是：充电时间一定要超过 12小时，反复 做三次，以便激活电池。这种 “前三次充电要充12小时以上”的说法，明显是从镍 电 池（如镍镉和镍氢）延续下来的说法。 所以这种说法，可以说一开始就是误传。 锂电 池和镍电池的充放电特性有非常大的区别，而且可以非常明确的告诉大家，我所查阅 过的所有严肃的正式技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电 池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电，特别是不要进行超 过12 个小时的超长充电（充电器显示充满即可）。 此外，锂电池或充电器在电池充满后都会自动停充，并不存在镍电充电器所谓的 持续10 几小时的“涓流”充电。也就是说，如果你的锂电池在充满后，放在充电器上 也是白充。而我们谁都无法保证电池的充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无 一失，所以你的电池将长期处在危险的边缘徘徊。这也是我们反对长充电的另一 个理 由。 此外，不可忽视的另外一个方面就是锂电池同样也不适合过放电，过放电对锂电 池同样也很不利。 2、正常使用中应该何时开始充电 经常可以见到这种说法，因为充放电的次数是有限的，所以应该将手机电池的电 尽可能用光再充电，其实锂电池的寿命与这无关。下面可以举例一个关于锂离子电池 充放电循环的实验表，关于循环寿命的数据列出如下： 循环寿命 (10%dod)1000次 循环寿命 (100%dod)200次 个人建议手机锂离子电池不要充得太满也不要用到没电，电池没用完电就充电， 不会对电池造成伤害，充电以 23小时以内为宜，不一定非要充满。但应该 每隔 34 个月左右，对锂电池进行12次完全的充满电（正常充电时间）和放完 电。 长期不用的锂离子电池，应该存放在阴凉偏干燥的地方，以半电状态（满电电量 的7080%，假如你的手机满电时显示 4格，那么3格即可）最好，满电存放 有危 险且电池会有损害，无电存放电池会被破坏。每隔 36个月，检查一次是否要 补充 电。 锂离子电池按电解液分可以分成液态锂离子电池和聚合物锂离子电池，聚合物 锂离子电池的电解液是胶体，不会流动，所以不存在泄漏问题，更加安全。 3.2 聚合物锂离子电池产业环保现状及存在的问题 聚合物锂离子电池的研究现状 9 经过多年的建设与发展，我国聚合物锂离子电池行业已基本形成体系并呈 快速发展趋势，环保问题也取得了突破性进展，目前，各大、中型聚合物锂离 子电池厂家不断加大技术改造力度，更新工艺设备，从技术上消除或减少污染 物对环境的影响，生产作业环境不断改善，多数大、中型生产企业做到了清洁 生产，有一部分通过了国家环境体系认证。 但是，由于以下几个原因，锂离子电池生产过程的污染问题没有得到很好 解决，特别是数量众多的部分中型及小型企业生产过程的污染问题严重：生产 厂家繁多、规模小，污染较严重、品质参差不齐，一些不具备环保条件的作坊 式工厂一哄而上，约四分之一的企业未经环保审批擅自选址建设，污染防治设 施不配套，生产没有在严格的环保措施和工业安全卫生条件下进行，对操作者 和生态环境造成了危害。生产许可证制度没有严把清洁生产、环保设施达标这 一关口。虽然我国自 2005 年实行了生产许可证制度，但由于在审批和执行中存 在一些问题，并没有真正促使生产企业实现清洁生产，许多不达标厂家都转为 合法化（目前发证企业已达 930 家） ，造成了严重的环境问题。与环保相关的法 律还存在许多不完善和不尽如人意的地方。针对污染企业,环保等部门罚款数额 是有限的，无法与企业污染造成的社会损失相提并论。另外，国家没有指定保 护大、中型蓄电池厂家的政策，且当地环保部门也属于对小型蓄电池厂家的管 理，只重视对大中型企业的监管，致使大中型企业排污费、监测费、 “三同时”评 价费等等负担沉重。 3.3 解决环保问题的关键举措是全面实施电池回收政策 我国正在积极推行循环经济，废旧蓄电池的 90%可以回收利用，但是我国 产业政策没有给废旧电池回收一个良好的发展空间，致使其成为长期困扰我国 蓄电池发展的瓶颈。我国没有一部废旧聚合物锂离子电池回收管理的法定规范， 全国未建立一家专业性废旧聚合物锂离子电池回收公司，无一家专业再生铅企 业或蓄电池企业建立了全国性回收网络和地区性回收网络，整个回收工作处于 分散经营的无序状态，废聚合物锂离子电池的回收率不高。铅回收的问题出现 在不规范企业之中，整顿与加强管理势在必行，国家有关部门应尽快出台政策， 像取缔小煤窑、小冶炼一样，取缔小的废旧铅回收企业。同时出台政策鼓励、 扶持大型蓄电池生产厂家进行废旧电池回收利用。制约我国再生铅行业发展因 素主要有：第一，环保设备成本负担重。企业技术先进、环保设备齐全的企业 德州职业技术学院毕业论文设计 10 经营效益敌不过技术落后、污染严重的乡镇“小炼铅”。第二，监管力度不够。 没有经营许可证也在进行再生铅生产，治理整顿治标不治本，一度关闭的“小炼 铅”风声一过，死灰复燃。第三，产业政策不利于正规企业的发展。赋税过重也 削弱了大型企业加大环保治理的能力。 3.4 我国对聚合物锂离子电池产业的发展设想 (1)鼓励企业做大做强，提高产业集中度 提升产业集聚效应，积极应对各种市场风险，通过设备、人才、技术的有 效整合，减少浪费，形成结构优化的产品些列，加大环保投资力度，有效解决 生产过程污染问题，进一步提高骨干企业综合实力，实现规模化、集团化发展。 (2)聚合物锂离子电池发展重点 虽然聚合物锂离子电池技术在不断进步，但其比功率、循环寿命等问题仍 是产业重点研究的课题。因此，加强研发力量，努力提高科研水平、增强竞争 力是产业发展的必由之路。通过协会的桥梁与纽带作用，大力为企业创造沟通 与交流的平台，增强产业的研发能力。 (3)加快产品结构调整，规范回收与再生市场 增加新型产品比重，发展无害化和资源节约型产品。加快聚合物锂离子电 池企业的技术改造，采用先进的工艺设备，有效控制生产过程的环境污染问题， 实现清洁生产。规范铅蓄电池回收与再生市场,减少废弃铅蓄电池对环境的污染， 向无害化和资源节约型方向发展。 (4)拓展、规范出口市场，规避贸易摩擦 认真研究国际市场需求，对出口产品结构进行适当调整，减少价格竞争性 产品的出口，开发新的应用领域和市场。以低价占领市场份额，只会对我国聚 合物锂离子电池出口造成致命性的打击。同时，可能遭受国外反倾销诉讼，导 致产品被加征高额反倾销税，失去自我提高价格的权利。因此，应发挥协会在 规范对外贸易秩序及产业发展中的协调作用，保护企业的合法权益，建立规范 的竞争秩序，防止不正当低价出口行为。同时研究目标市场国家的相关政策， 考虑在海外建立制造基地。 聚合物锂离子电池的研究现状 11 第四章 聚合物锂离子电池的应用 4.1 电子产品 应用的电子产品 可以用 3c 来概括，及通讯、便携式计算机和消费电子产品， 包括手机、笔记本电脑、mp3、mp4、电子翻译机、微型摄像机、ic 卡等。自 聚合物锂离子电池商品化以来其发展速度。总体而言，随着电子产品的日益发 展，聚合物锂离子电池的需求和生产将不断增长。例如，我国手机产量 2004 年 达到 2.3 亿部，2005 年达到 2.6 亿部，2006 年达到 3.6 亿部；其出口也非常可 观，2003 年出口 0.92 亿部，2004 年出口 1.4 亿部，2005 年出口 1.6 亿部，预计 2006 年出口 2.5 亿部。与此同时，进口也在大幅度增加。我国大陆的手机用户 截止到 2005 年 1 月底已经达到了 3.987 亿户，手机普及率达到了每 100 人 30.3 部，稳居全球第一。目前，新型手机越来越多地采用聚合物锂离子电池作为电 源。然而，就我国的生产而言，主要还是采用软包装锂离子电池，而不是所谓 的“聚合物理离子电”。 对于笔记本而言每台笔记本需要 68 个锂离子电池随着笔记本市场的不断 发展锂离子电池的需求将达到 5.4 亿只左右，其市场将不断扩大。因此聚合物 锂离子电池在笔记本方面具有广阔的市场和商业价值。对于笔记本而言，目前 主要还是采用液体锂离子电池，随着技术的发展和笔记本的轻型化，加上聚合 物锂离子电池的容量要比同样大小的液体锂离子电池要高，聚合物锂离子电池 的使用量将不断增加。 德州职业技术学院毕业论文设计 12 目前，许多厂家已经开发出采用聚合物理离子电池作为电源的 mp3 、mp4 以及专用的充电器，这样一方面降低了使用成本，另一方面延长了电子 产品的使用寿命。 4.2 交通工具 在目前的商品化充电电池中，聚合物锂离子电池的比能量密度最高，可以 实现充电电池的薄形化。聚合物锂离子电池与传统的充放电电池相比具有明显 的优点，因此从其 1995 年诞生以来发展非常迅速，向多行业进行“渗透”，同时 其利润也非常可观。 聚合物锂离子电池从大小来分，主要分为大容量电池和小型电池。大容量 电池主要用于大型机械，小型电池则用于常见的电子元件。从电解质的形态来 分，可以分为聚合物锂离子电池和全固态聚合物锂离子电池。 4.2.1现代汽车 现代汽车和传统汽车的发展方向明显有所不同。现代汽车更注重车载电子 系统的功能化、人性化、舒适化，先进的电子设备逐渐成为人们日益关注的热 点，电子设备无疑需要用电，而传统的铅酸蓄电池由于能量密度问题已经难以 胜任越来越高的车用电力要求。 世界能源危机引发的新一轮金融风暴，促使各国纷纷寻求能源安全战略措 施。以锂离子电池为动力的纯电动汽车已成为国际竞争的热点。中美首脑于 2009 年 11 月 17 日签署的联合声明进一步推动了锂电汽车大力发展。 锂离子 电池为动力模块的纯电动汽车（以下简称锂电汽车）不仅以电代石油、减少 co2 气体排放，又能利用电网低谷电，一举三得。 很多专家认为，锂电汽车 是我国在激烈的国际竞争中难得的一次历史机遇，动力锂离子电池就如同今天 的石油一样具有重要战略意义，是保证我国能源安全的战略措施，其核心技术 链条-动力锂电产业化，将使中国有可能据此在全球汽车业第三次技术革命中 走到世界前列，带来一场“能源革命”和“产业革命”。全球各汽车厂家极力 发展新时代的节能环保车，以满足消费者需求。以“科技潮流新生活”为主 题的第七届中国(广州)国际汽车展览会即倡导技术安全、节能环保的潮流新生 活。 4.2.2 电动自行车 聚合物锂离子电池的研究现状 13 随着国内经济的发展，汽车的拥有量将不断增加，如果达到美国的水平， 那么中国的汽油消耗量将相当于目前中东产油量的 2 倍。显然这是不现实的， 应依靠其他方法来解决。因此电动自行车是目前的选择之一，应为电动自行车 在行驶时不会产生环境污染。我国的自行车拥有量很大，如果将电动自行车的 时速限制在 15kg 或 2025kg 以内，在行车安全方面不存在问题。因为电动自 行车安装动力后，可以节省体力，但仍然是自行车。 采用铅酸蓄电池作为动力，电池本身就有十几公斤，甚至二十多公斤。如 果采用锂离子电池，电池本身则只有 3kg 左右，搬到楼上很方便。这样电动自 行车轻快、便捷、安全、价廉，受到越来越多的欢迎，且其品牌、规格、花色 也越来越多，具有广阔的前景。 4.3 航空航天 在太空中，航天器不可能实时面对太阳。当航天器位于阴暗面时，太阳能 电池也就不能正常工作了，需要供电的普通锂离子电池主要可行性是从性能成 本进行考虑，用于航天领域的锂离子电池必须有可靠性高、低温性能好、超长 的循环寿命能量密度高和体积小。 由于锂离子电池具有很大的优越性，因此，目前以用于火箭着陆器和火星 漫游器由于聚合物锂离子电池具有更多的优越性，因此在系列探测中可能采用 聚合物锂离子电池。一些大型的聚合物锂离子电池正在研究，将用于空间返航 探索。目前研究表明聚合物锂离子电池可以在失重的真空条件下具有良好的循 环稳定性，循环寿命超过 4000 次，相当于约 8 个月的低轨道卫星运作时间。 图4-1 人造卫星 德州职业技术学院毕业论文设计 14 目前的研究表明，聚合物锂离子电池不仅可以满足低轨道和地球同步轨道 卫星的耐辐射要求，还可以满足震动更要求，完全可以作为卫星的动力源。 4.4 军事 对于目前部队而言，广泛的使用密封镉镍电池。但是由于 cd 的毒性和能 量密度限制，将逐步采用聚合物锂离子电池进行代替。另外，金属锂聚合物锂 离子电池已经用于军事通讯中，因为其工作温度范围宽（-4065） 。 对于部队而言，不能仅仅依靠小、薄的商用电池作为动力，特别是前线部 队，由于能利用的交通工具有限，主要依靠携带的能源和电池作为动力，这样 能量密度的高低将是前线部队作战力的一个重要标准。 4.5 其它 其他方面 的应用包括医疗、电力储存、手表、地下采油等。 4.5.1 医疗 在医疗方面应用电池的领域比较多，这些领域均有可能采用聚合物锂离子 电池。由于聚合物锂离子电池的诞生相对于其它充电电池而言比较晚，因此在 这方面的应用开发相对较晚。有关采用聚合物锂离子电池作为动力的大型医疗 装置如电动轮椅等，在这里不再进行叙述。 4.5.2 电力储存系统 电力储存系统主要包括动力负荷调节和应急储备电源。 动力负荷调节系统主要用来调节电力供应，起到抑峰填谷的作用。当电力 供应处于高峰期，电力供应不足，此时电池放电，将储存的能量释放出来；当 电力需求处于低谷时，电池充电，储存能量。 应急储备电源主要用于医院、地铁、通讯等重大公共设施，以防止以外事 故发生时能够提供照明、通讯、通风，确保人员和系统的安全。 4.5.3 其它方面 其它方面的应用目前包括手表和地下采油。 一般手表使用原电池为动力，但是由于地球环境的恶化，人们越来越倾向 于绿色能源，因此产生了以太阳能为动力的手表。但是晚上不可能有充足的阳 光。为了储存能量，也就需要采用蓄电池。聚合物锂离子电池因其重量轻、能 量密度大及不会发生电解液的泄露而作为优良的后选者。 地下采油的温度高，而一般的电池是不可能做到的。如果采用聚合物电解 聚合物锂离子电池的研究现状 15 质生产的全固态锂离子电池，在较高的温度下，聚合物的电导率提高，从而可 有效地提供电力。这可能是将来待开发的应用领域之一。 结 论 近年来聚合物锂离子电池中的研究和开发应用，在国际上相当活跃，并已 取得很大进展。充放电过程中结构不发生不可逆变化是获得比容量高，循环寿 命长的锂离子电池的关键。然而，对嵌锂材料的结构与性能的研究仍是该领域 目前最薄弱的环节。锂离子电池的研究是一类不断更新的电池体系，物理学和 化学的很多新的研究成果会对锂离子电池产生重大影响，比如纳米固体电极， 有可能使锂离子电池有更高的能量密度和功率密度，从而大大增加锂离子电池 的应用范围。总之，锂离子电池的研究是一个涉及化学、物理、材料、能源、 电子学等众多学科的交叉领域。目