锂离子电池可以分成两个大类：一次性不可充电电池（又称为锂原电池）和二次充电电池（又称为锂蓄电池）。不可充电电池如锂二氧化锰电池、锂-亚硫酰胺电池。
二次充电电池可以根据不同的情况分类：
①按外形分：方形锂电池（普通手机电池）、圆柱形锂电池（电动工具的18650）和纽扣式锂离子电池。
②按外包材料分：铝壳锂电池、钢壳锂电池、软包电池。
③按电解液状态分：锂离子电池（LIB）、聚合物电池（PLB）和全固态锂离子电池（目前还处于试验阶段）。
④按用途分：普通电池和动力电池。
⑤按性能特性分：高容量电池、高倍率电池、高温电池、低温电池等。
1）磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。现在主要方向是用作动力电池，相对Ni-H、Ni-Cd电池有很大优势。尤其是在循环性能、环保性、安全性能、原料成本及应用领域。磷酸铁锂电池充放电效率为88%~90%，而铅酸电池约为80%。
磷酸铁锂电池优势：
①超长寿命。长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右，最高也就500次，而磷酸铁锂动力电池，循环寿命达到2 000次。同质量的铅酸电池是“新半年、旧半年、维护维护又半年”，最多也就1~1.5年时间，而磷酸铁锂电池在同样条件下使用，将达到7~8年。综合考虑，性能价格比将为铅酸电池的4倍以上。
②使用安全。磷酸铁锂完全解决了钴酸锂和锰酸锂的安全隐患问题，钴酸锂和锰酸锂在强烈的碰撞下会产生爆炸，对消费者的生命安全构成威胁。而磷酸铁锂已经过严格的安全测试，即使在最恶劣的交通事故中也不会产生爆炸。(www.xing528.com)
③可大电流2 A快速充放电。在专用充电器下，1.5 A充电40 min内即可使电池充满，起动电流可达2 A，而铅酸电池现在无此性能。
④耐高温。磷酸铁锂电热峰值可达350~500℃，而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。
⑤大容量。具有比普通电池（铅酸等）更大的容量，为5~1 000 A·h（单体）。
⑥无记忆效应。可充电池经常处于充满不放完的条件下工作，容量会迅速低于额定容量值，这种现象叫作记忆效应。像镍氢、镍镉电池存在记忆性，而磷酸铁锂电池无此现象，电池无论处于什么状态，可随充随用，无须先放完再充电。
⑦绿色环保。该电池不含任何重金属与稀有金属（镍氢电池需稀有金属），无毒（SGS认证通过），无污染，符合欧洲《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》（Restriction of Hazardous Substanus，RoHS）规定，为绝对的绿色环保电池。铅酸电池中却存在着大量的铅，在其废弃后若处理不当，将对环境造成二次污染，而磷酸铁锂材料无论在生产及使用中，均无污染。
2）锰酸锂电池
锰酸锂是较有前景的锂离子正极材料之一。相比钴酸锂等传统正极材料，锰酸锂具有资源丰富、成本低、无污染、安全性好、倍率性能好等优点，是理想的动力电池正极材料，但其较差的循环性能及电化学稳定性却大大限制了其产业化。锰酸锂主要包括尖晶石型锰酸锂和层状结构锰酸锂，其中尖晶石型锰酸锂结构稳定，易于实现工业化生产，如今市场产品均为此种结构。尖晶石型锰酸锂属于立方晶系，Fd3m空间群，理论比容量为148 mA·h/g，由于具有三维隧道结构，锂离子可以可逆地从尖晶石晶格中脱嵌，不会引起结构的塌陷，因而具有优异的倍率性能和稳定性。
3）三元锂电池
三元锂电池是指正极材料使用锂镍钴锰三元正极材料的锂电池，锂离子电池的正极材料有很多种，主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。三元材料综合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂三类材料的优点，具有容量高、成本低、安全性好等优异特性，其在小型锂电中逐步占据了一定的市场份额，并在动力锂电领域具有良好的发展前景。
对于锂离子电池而言，钴金属是必不可少的材料。但是金属钴一方面价格高昂，一方面存在毒性，无论技术领先的日韩企业还是中国电池厂商近年来都致力于锂离子电池的“少钴化”。在这种趋势下，以镍盐、钴盐、锰盐为原料制备而成的镍钴锰酸锂三元材料渐渐受到推崇。从化学性质角度出发，三元材料属于过渡金属氧化物，电池的能量密度较高。
尽管在三元材料中，钴的作用仍不可缺少，但质量分数通常控制在20%左右，成本显著下降。而且同时兼具钴酸锂和镍酸锂的优点。随着近年来国内外厂商不断加码生产，以三元材料为正极材料的锂离子电池取代商用钴酸锂的趋势已十分明显。
大到电动汽车，小到智能手机、可穿戴设备或者充电宝，这种新型技术都是完全适用的。特斯拉最早将三元电池应用在电动汽车上，Model S续航里程能够达到486 km，电池容量达到85 kW·h，采用了8 142个3.4 A·h的松下18650型电池。设计人员将这些电池以砖、片的形式逐一平均分配，最终组成一个位于车身底板的电池包。
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