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锂离子电池是一类电化学电池,包含不同的化学变体,但所有变体都使用类似的过程运行。它们依赖于“摇椅”设计,其中 Li+ 离子在充电过程中从阴极转移到阳极,然后在放电过程中转移回阴极。对于大多数应用,主要的阳极材料是石墨或某种形式的碳,尽管钛酸锂 (LTO) 用于一些更高功率或高循环寿命场景。阴极材料有多种类别,包括磷酸铁锂 (LFP)、钴酸锂 (LCO)、镍锰钴酸锂 (NMC)、锰酸锂 (LMO) 和镍钴铝酸锂 (NCA)。上面列出的电极活性材料铸造在集电器上,集电器通常是铜(阳极)和铝(阴极),尽管 LTO 阳极也使用铝集电器。每种类型的阴极材料都有不同的设计特定能量(以 Wh/kg 为单位)和电池级标准化条件下的预期循环寿命,如图 1 所示。

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