锂电池是用什么材料制成的？
我们经常说的“锂电池”，其学名叫锂离子二次电池。目前电子产品使用的电池以及电动汽车所使用的动力电池均为锂离子二次电池，可进行多次充放电。锂离子电池主要由四部分组成：正极、隔膜、电解质以及负极[26]。锂离子电池的改性与优化也主要集中在这四种材料。我们在此对这四种材料进行简短叙述，更好的了解锂离子电池的组成。
正极材料在整个电池成本中占40%（主要是钴元素），由于价格过高以及相关性能的限制，导致正极材料一直制约着锂离子电池的发展。因此正极材料是整个电池的关键所在。正极材料应该具有以下几个特点才能满足电池正常工作：脱嵌锂电位要高、能够可逆性的脱嵌锂离子、较好的电解质相容性、高的脱嵌锂容量、较高的稳定性、成本较低、制备工艺简单等。
目前商业使用的正极材料主要有LiCoO2、LiFePO4和LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2等过渡金属嵌锂氧化物，这主要是因为这类正极材料开发较早，技术成熟，性能优异等特点。其他正极材料还有LiNiO2、LiMnO2、LiFeMnPO4以及等。为了满足高比能量的要求，目前仍处于实验阶段的Li-O2电池中正极反应物为O2（理论比容量高达3828mAh/g），电池中的正极反应物为单质S（理论比容量高达1675 mAh/g）。
负极材料在整个电池成本中占大约15%。负极材料主要包括：无机非金属类（C、Si）、金属-非金属复合类、金属类（Li）、金属氧化物（SnO2）等。负极材料的选择一般根据以下几点：低脱嵌锂离子电位、容量高、电化学循环性能好、充放电过程中尺寸稳定性好、机械性能较强、价格低廉、制备工艺简单等特点。尽管金属锂负极具有高比容量（3860 mAh/g），但是由于具有很大的安全隐患，在商业化应用中受到限制。
目前的解决方法有选择具有柔性的聚合物电解质以及修饰锂负极表面避免锂金属暴露于电解液中，进而阻止锂枝晶的生长。 锂离子电池工作的前提是正负极之间存在电势差，直接的接触会导致电池断路，因此隔膜是保证电池正常工作的前提之一。它可以防止内部短路，并为锂离子传输提供通道的作用。因此，电池隔膜的选择一般遵循以下特点：a. 较好的机械性能，在锂离子电池循环工作的过程中不易发生形变；b. 良好的电子绝缘性，隔绝电池正负极，防止短路；c. 适宜的微孔和孔隙率，为锂离子传输提供充足的通道，并防止电池内部微短路；d. 与电解液之间应具有良好的兼容性，且允许电解液完全浸润；e. 电化学性能稳定，耐腐蚀性好，不与电解液反应，在电池工作过程中不分解；f. 性质均匀，厚度适中，阻抗小；易实现商业化生产。
多孔性聚烯烃（聚丙烯、聚乙烯）、纤维素等均是目前电池中常用的商业化隔膜。综上所述，隔膜材料的性能好坏会直接影响电池是否发挥良好的性能。电解质在电池中起着输送和传导锂离子、连接正负极的桥梁作用。电解质的种类繁多，根据所处状态可分为液体电解质、固态电解质、凝胶电解质等。锂离子电池电解质一般满足以下要求：a. 具有较高的锂离子电导率；b. 热稳定性好，在较宽的温度范围内均不发生分解；c. 宽的电化学窗口，至少在4.5 V下不发生分解；d. 自身的化学性质稳定，不与电池中的其他材料发生反应；e. 蒸气压低，安全性能好；f. 成本低，制备工艺简单。
