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鋰離子電池正負極材料簡析

來源:存能電氣  日期:2019-08-26 13:56  瀏覽量:

  鋰離子電池正負極材料簡析。鋰電池的正極材料、負極材料、電解質、隔膜被稱為鋰電池的四個最核心材料。材料的晶體結構規整,充放電過程中結構不發生不可逆變化是獲得比容量高,循環壽命長的鋰離子電池的關鍵。

  鋰離子電池在使用的過程中,能夠進行二次充電,屬于一種二次可充電電池,主要工作原理為鋰離子在正負極之間的反復移動,無論電池的形狀如何,其主要組成部分都為電解液、正極片、負極片以及隔膜。

鋰離子電池正負極材料.jpg

  鋰離子正極材料

  正極材料是決定鋰離子電池性能的關鍵材料之一,也是目前商業化鋰離子電池中主要的鋰離子來源,其性能和價袼對鋰離子電池的影響較大。

  隨著鋰離子電池的不斷發展,應用領域也在逐漸的擴大,其在正極材料的使用方面已經由單一化向多元化的方向轉變,其中包括:橄欖石型磷酸亞鐵鋰、層狀鈷酸鋰、尖晶石型錳酸鋰等等,實現多種材料的并存。

  從技術發展方面能夠看出,在日后的發展中還會產生更多新型的正極材料。對于動力電池的正極材料來說,其在成本費用、安全性能、循環能力以及能量密度等多個方面都具有較為嚴格的要求。

  鋰電池正極材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能,其成本也直接決定電池成本高低。目前研制成功并得到應用的正極材料主要有鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料鎳鈷錳酸鋰(NCM)和鎳鈷鋁酸鋰(NCA)等。磷酸鐵鋰電池是目前廣受關注的正極材料之一,理論比容量為170mAh/g,實際比容量可達150mAh/g以上。

  鋰離子負極材料

  鋰電池負極材料主要影響鋰電池的首次效率、循環性能等。按鋰離子電池成本比例,負極材料占比鋰電池總成本的25%~28%。隨著技術的進步,目前的鋰離子電池負極材料已經從單一的人造石墨發展到了天然石墨、中間相碳微球、人造石墨為主,軟碳/硬碳、無定形碳、鈦酸鋰、硅碳合金等多種負極材料共存的局面。

  我國在鋰離子電池負極材料產業化方面具有一定的優勢,國內電池產業鏈從原料的開采、電極材料的生產、電池的制造和回收等環節比較齊整。

  一般而言,負極材料的關鍵性技術指標有:晶體結構、粒度分布、振實密度、比表面積、pH、水含量、主元素含量、雜質元素含量、首次放電比容量和首次充放電效率等。

  以上就是鋰離子電池正負極材料的介紹。相對來講,鋰離子電池的正、負極材料對電池性能的影響比較大。

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