講解鋰電池正負(fù)極材料的作用
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-05-17 08:33
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正極材料作用
正極材料一直是鋰電池核心，它的選擇直接決定了電池性能的高低。它們具有相對于鋰較高的電極電勢，可以保證電池有較高的開路電壓。每種正極材料都有其理論能量密度，選擇了一種正極材料，就選擇了電芯能量密度的上限。正極材料的用量設(shè)計和加工制作過程中的振實(shí)密度也對電芯成品的能量密度產(chǎn)生影響。
鋰離子電池正極材料要在全電池中發(fā)揮最優(yōu)良的性能，需要在材料組成優(yōu)化的前提下，進(jìn)一步優(yōu)化材料的晶體結(jié)構(gòu)、顆粒結(jié)構(gòu)與形貌、顆粒表面化學(xué)、材料堆積密度和壓實(shí)密度等物理化學(xué)性質(zhì)，同時還需要嚴(yán)防工藝過程引入微量金屬雜質(zhì)。當(dāng)然，穩(wěn)定、高質(zhì)量的大規(guī)模生產(chǎn)是材料在電池制造中性能穩(wěn)定的重要的保障。
負(fù)極材料作用
鋰電池的負(fù)極是由負(fù)極活性物質(zhì)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(cè)，經(jīng)干燥、滾壓而成。鋰電池能否成功地制成，關(guān)鍵在于能否制備出可逆地脫/嵌鋰離子的負(fù)極材料。
較為理想的負(fù)極材料最少要具備以下7點(diǎn)條件：1.化學(xué)電位較低，與正極材料形成較大的電勢差，從而得到高功率電池；2.應(yīng)具備較高的循環(huán)比容量；3.在負(fù)極材料中Li+應(yīng)該容易嵌入和脫出，具有較高的庫倫效率，以至于在Li+脫嵌過程中可以有較穩(wěn)定的充放電電壓；4.有良好的電子電導(dǎo)率和離子電導(dǎo)率；5.有良好的穩(wěn)定性，對電解質(zhì)有一定的兼容性；6.對于材料的來源應(yīng)該資源豐富，價格低廉，制造工藝簡單；7.安全、綠色無污染。
就當(dāng)前的市場而言，在大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用方面，負(fù)極材料仍然以碳材料為主，石墨類和非石墨類碳材料都有應(yīng)用。在汽車及電動工具領(lǐng)域，鈦酸鋰作為負(fù)極材料也有一定的應(yīng)用，主要是具有非常優(yōu)異的循環(huán)壽命、安全性和倍率性能，但是會降低電池的能量密度，因此不是市場主流。
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