鋰電池對(duì)負(fù)極材料的要求是什么？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-08-05 09:26
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鋰電池主要由正極、負(fù)極、電解液和隔膜等部分組成，其中負(fù)極材料的選擇會(huì)直接關(guān)系到電池的能量密度。我國(guó)在鋰離子電池負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)化方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)電池產(chǎn)業(yè)鏈從原料的開采、電極材料的生產(chǎn)、電池的制造和回收等環(huán)節(jié)比較齊整。
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：
①嵌鋰電位低且平穩(wěn)，以保證較高的輸出電壓；
②允許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；
④較高的電子電導(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；
⑤能夠與電解液形成穩(wěn)定的固體電解質(zhì)膜，保證較高的庫(kù)侖效率；
⑥制備工藝簡(jiǎn)單，易于產(chǎn)業(yè)化，價(jià)格便宜；
⑦環(huán)境友好，在鋰電池材料的生產(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；
⑧資源豐富等。
鋰電池負(fù)極材料行業(yè)解讀
動(dòng)力鋰電池的性能優(yōu)化需要依托于負(fù)極材料技術(shù)的創(chuàng)新突破，因此高性能負(fù)極材料的研究成為當(dāng)前鋰離子動(dòng)力電池最為活躍的板塊之一。鋰電池負(fù)極材料目前處于鋰離子電池產(chǎn)業(yè)中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。按鋰離子電池成本比例，負(fù)極材料占比鋰電池總成本的25%～28%。
現(xiàn)階段，鋰離子電池負(fù)極材料主要有碳材料、過渡金屬的氧化物、合金材料、硅材料及其他含硅材料，含鋰的過渡金屬的氮化物以及鈦酸鋰材料。各種材料的比容量和性質(zhì)又各不相同。
1.碳材料
碳材料負(fù)極是一個(gè)總稱，一般可分為5大類：石墨、硬炭、軟炭、碳納米管和石墨烯。石墨又可分為人造石墨、天然石墨、中間相炭微球。
2.天然石墨負(fù)極
天然石墨負(fù)極由天然石墨加工而成，國(guó)內(nèi)石墨資源儲(chǔ)量和產(chǎn)量豐富，開采成本較低。天然石墨具有比較完整的石墨片層結(jié)構(gòu)和很高的石墨化度，適合鋰離子在其中脫嵌和穿梭。
3.人造石墨負(fù)極
目前，鋰電池已經(jīng)成為了新能源汽車的主要能量裝置之一，新能源汽車快速發(fā)展將推動(dòng)鋰離子電池的市場(chǎng)規(guī)?？焖贁U(kuò)大。目前鋰電池負(fù)極材料的行業(yè)集中度非常高，主要集中在中國(guó)與日本。
鋰電池材料總體存在中低端產(chǎn)能過剩與高端產(chǎn)品供不應(yīng)求的現(xiàn)狀。其中，正極材料、負(fù)極材料和電解液都已逐步自給，由于負(fù)極材料和電解液的技術(shù)壁壘相對(duì)較低，中國(guó)企業(yè)的成本優(yōu)勢(shì)明顯在全球范圍內(nèi)擁有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
