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鋰離子電池有什么常見正極材料和負極材料

鉅大LARGE  |  點擊量:4390次  |  2020年09月29日  

1.鈷酸鋰


作為正極材料,被應用的時間最早,并且直至目前仍然屬于消費電子產品中居于主流的正極材料。鈷酸鋰與其他正極材料相比較能夠看出,其工作過程中電壓較高,充電或者放電時電壓運行較為平穩,能夠符合大電流的要求,具有較強的循環性能,電導效率較高,材料以及鋰離子電池等工藝較為穩定。


2.三元正極材料


具有較為顯著的三元協同效應,其與鈷酸鋰相比較能夠看出,在熱穩定性方面存在較大的優勢,并且生產成本較為低廉,能夠成為鈷酸鋰最佳代替材料。但是其密度較低、循環性能方面也有待提高。對此,可以采用改進合成工藝以及離子摻雜等進行調整。


3.磷酸亞鐵鋰


在充電和放電方面具有良好的循環性能以及熱穩定性,在使用過程中具有較強的安全保障,并且該材料綠色環保,不會對環境造成嚴重的損害,同時價格也較為低廉,被我國電池工業認為是進行大型電池模塊生產的最佳材料。


4.錳酸鋰


在應用中具有較強的安全性以及抗過充性,由于我國錳資源較為豐富,因此價格較為低廉,對環境的污染較小,無毒無害,工業制備操作較為簡便。但是其在充電或者放電過程中,由于尖晶石結構不穩定,容易出現Jahn-Teller效應,再加上高溫狀態下錳的溶解,容易縮減鋰離子電池容量,因此其應用也受到了較大的限制。

鋰離子電池常見負極材料有什么?


在鋰離子電池材料中,負極材料屬于重要的組成部分,能夠對整體鋰離子電池的性能出現較大影響。目前,負極材料重要被劃分為兩個類別,一種為商業化應用的碳材料,例如天然石墨、軟碳等,另一類為正處于研發狀態,但是市場前景一片大好的非碳負極材料,例如硅基材料、合金材料、錫金材料等等。


鋰離子電池的負極是由負極活性物質碳材料或非碳材料、粘合劑和添加劑混合制成糊狀膠合劑均勻涂抹在銅箔兩側,經干燥、滾壓而成。負極材料是鋰離子電池儲存鋰的主體,使鋰離子在充放電過程中嵌入與脫出。鋰離子電池充電時,正極中鋰原子電離成鋰離子和電子,并且鋰離子向負極運動與電子合成鋰原子。放電時,鋰原子從石墨晶體內負極表面電離成鋰離子和電子,并在正極處合成鋰原子。


●碳負極材料


此種類型的材料無論是能量密度、循環能力,還是成本投入等方面,其都處于表現均衡的負極材料,同時也是促進鋰離子電池誕生的重要材料,碳材料可以被劃分為兩大類別,即石墨化碳材料以及硬碳。其中,前者重要包括人造石墨以及天然石墨。


●天然石墨


天然石墨也具有諸多優勢,其結晶度較高、可嵌入的位置較多,并且價格較低,是較為理想的鋰離子電池材料。但其也存在一定的弊端,例如在與電解液反應時,相容性較差,在進行粉碎時表面存在諸多缺陷等,這都將對其充電或放電的性能出現較大的不利影響。


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