鋰電池負(fù)極材料要求與鋰電池負(fù)極材料分類
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-11-30 08:32
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鋰電池負(fù)極材料處于鋰電池產(chǎn)業(yè)中游的最核心的環(huán)節(jié)，按電池成本分布，鋰電池負(fù)極材料及其他占比鋰離子電池總成本的28%左右。目前，國(guó)內(nèi)負(fù)極材料產(chǎn)能也較大，基本能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，但隨著新能源汽車的逐步普及，未來負(fù)極材料的市場(chǎng)需求將出現(xiàn)巨大缺口。
鋰電池對(duì)負(fù)極材料的要求
負(fù)極材料作為鋰電池的核心部件，在應(yīng)用時(shí)通常需要滿足以下條件：
?、偾朵囯娢坏颓移椒€(wěn)，以保證較高的輸出電壓；
?、谠试S較多的鋰離子可逆脫嵌，比容量較高；
③在充放電過程中結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，具有較長(zhǎng)的循環(huán)壽命；
?、茌^高的電子電導(dǎo)率、離子電導(dǎo)率和低的電荷轉(zhuǎn)移電阻，以保證較小的電壓極化和良好的倍率性能；
?、菽軌蚺c電解液形成穩(wěn)定的固體電解質(zhì)膜，保證較高的庫(kù)侖效率；
?、拗苽涔に嚭?jiǎn)單，易于產(chǎn)業(yè)化，價(jià)格便宜；
?、攮h(huán)境友好，在材料的生產(chǎn)和實(shí)際使用過程中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染；
?、噘Y源豐富等。
鋰電池負(fù)極材料分類
作為鋰電池的四大關(guān)鍵材料之一，負(fù)極材料技術(shù)與市場(chǎng)均較為成熟。現(xiàn)階段負(fù)極材料研究的主要方向如下：石墨化碳材料、無定型碳材料、氮化物、硅基材料、錫基材料、新型合金和其他材料。
第一種是碳負(fù)極材料：目前已經(jīng)實(shí)際用于鋰離子電池的負(fù)極材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹脂碳等。
第二種是錫基負(fù)極材料：錫基負(fù)極材料可分為錫的氧化物和錫基復(fù)合氧化物兩種。氧化物是指各種價(jià)態(tài)金屬錫的氧化物。目前沒有商業(yè)化產(chǎn)品。
第三種是含鋰過渡金屬氮化物負(fù)極材料，目前也沒有商業(yè)化產(chǎn)品。
第四種是合金類負(fù)極材料：包括錫基合金、硅基合金、鍺基合金、鋁基合金、銻基合金、鎂基合金和其它合金，目前也沒有商業(yè)化產(chǎn)品。
第五種是納米級(jí)負(fù)極材料：納米碳管、納米合金材料。
鋰電池負(fù)極材料的作用及發(fā)展
鋰電池負(fù)極材料的能量密度是影響鋰電池能量密度的主要因素之一，鋰電池的正極材料、負(fù)極材料、電解質(zhì)、隔膜被稱為鋰電池的四個(gè)最核心材料。負(fù)極材料是鋰離子電池儲(chǔ)存鋰的主體，使鋰離子在充放電過程中嵌入與脫出。負(fù)極是電池放電時(shí)流出電子的一極，負(fù)極材料主要影響鋰電池的首次效率、循環(huán)性能等，負(fù)極材料的性能也直接影響鋰電池的性能，負(fù)極材料占鋰電池總成本5~15%左右。
隨著技術(shù)的進(jìn)步，目前的鋰離子電池負(fù)極材料已經(jīng)從單一的人造石墨發(fā)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(fù)極材料共存的局面。
負(fù)極材料種類上，包括碳系負(fù)極、非碳性負(fù)極。從技術(shù)角度來看，未來鋰離子電池負(fù)極材料將會(huì)呈現(xiàn)出多樣性的特點(diǎn)。
