如同其他电池一样，锂电池主要由三部分组成：两个电极（正极与负极）和导电的电解液。如图所示，锂离子电池的充放电主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。充电时，Li+ 从正极脱嵌，经过电解液嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。

常用的正极材料有两种结构。LiCoO2具有分层菱形结构，该结构使得Li+二维扩散与金属离子平面平行。另外，LiMnO4     具有便于Li+三维扩散的尖晶石结构。LiCoO2及其复合金属化合物（Ni-或者Al-替代）由于其良好的性能是目前应用广泛的正极材料。相对于LiCoO2   Mn基尖晶石结构的材料性能要略差一些，但成本较低。常用的电解质材料包括LiBF4  , LiPF4 。电极材料的选择对电池性能的优化至关重要，新型的正极材料包括符合金属氧化物，如LiMn1.5Ni0.5O4;金属磷化物，如LiCoPO4。氧化物如Li4Ti5O12 和SnO2 也可以用作负极材料的替代产品。

目前在车用动力源方面，主要有四种技术路线：锂离子电池、氢燃料电池、超级电容和铝空气电池。其中锂离子电池、超级电容和氢燃料电池得到广泛的应用，而铝空气电池尚处于实验室研究阶段。

能源补给方面，锂离子电池、超级电容适用于纯电动汽车，但是需要外部充电，而氢燃料电池汽车则需要外部氢气加注，铝空气电池则需要补充铝板和电解液。就目前来看，锂离子电池在未来相当长的一段时间内还是要占据主要发展空间的。

就动力电池而言，目前，我国主要以三元锂电池和磷酸铁锂电池应用为主，在系统集成技术及能力方面取得较大进展和突破。采用磷酸铁锂材料的动力电池系统的能量密度达到90Wh/kg，采用三元材料（18650圆柱形动力电池）的动力电池系统的能量密度达到110Wh/kg。

三元和磷酸铁锂电池目前齐头并进。磷酸铁锂电池和三元锂电池各具优势，磷酸铁锂电池的正极使 用磷酸铁锂（LiFePO4），而三元锂电池的正极使用镍（Ni）、钴（Co）、锰（Mn）或铝（Al）三 种材料。 三元锂电池表现出比磷酸铁锂电池更高的能量密度（更长的车辆续航），但镍元素使得 三元锂电池在高温下稳定性较差（分解温度约 200℃），相对来说会更容易自燃；但是由于包含了稀有金属材料， 三元锂电池的成本也较磷酸铁锂更高，对上游材料价格的波动更敏感。与之相比，磷酸铁锂电池 具有成本低、热稳定性强（分解温度约 600℃）和电循环寿命长的优势。但磷酸铁锂电池的能量 密度目前还不及三元锂电池，在低温下性能较差。

锂电池研发流程

如下图所示，整个锂电池的研发流程可以分为材料研发、设备设计以及电池生产三大环节。

默克的材料解决方案

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