鋰電池的正負(fù)極材料選擇考慮因素有哪些？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-10-25 08:20
點(diǎn)擊量：次
相對(duì)來(lái)講,鋰電池的正、負(fù)極材料對(duì)電池性能的影響比較大,是大家比較關(guān)心的方面。近年來(lái)鋰電池的發(fā)展速度很是迅猛，正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液等組成了鋰電池的主要部分，其中正極材料在鋰電池的總成本中占據(jù)40%以上的比例。鋰離子電池的正負(fù)極材料的選擇是否會(huì)影響安全性么？
鋰電池正極材料的選擇主要基于以下幾個(gè)因素考慮
1）具有較高的氧化還原反應(yīng)電位，使鋰離子電池達(dá)到較高的輸出電壓；
2）鋰元素含量高，材料堆積密度高，使得鋰離子電池具有較高的能量密度；
3）化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要好，使得鋰離子電池具有長(zhǎng)循環(huán)壽命；
4）電導(dǎo)率要高，使得鋰離子電池具有良好的充放電倍率性能；
5）化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性要好，不易分解和發(fā)熱，使得鋰離子電池具有良好的安全性；
6）價(jià)格便宜，使得鋰電池的成本足夠低；
7）制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，便于大規(guī)模生產(chǎn)；
8）對(duì)環(huán)境的污染低，易于回收利用。
鋰電池的能量密度、充放電倍率、安全性等一些關(guān)鍵指標(biāo)，主要受制于正極材料。在正極材料當(dāng)中，最常用的材料有鈷酸鋰，錳酸鋰，磷酸鐵鋰和三元材料。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。正極材料的選擇主要是，可逆脫鋰和嵌鋰的過(guò)渡金屬氧化物，是鋰離子電池的重要成分之一。
鋰電池負(fù)極材料的選擇應(yīng)主要考慮以下幾個(gè)條件
1）應(yīng)為層狀或隧道結(jié)構(gòu)，以利于鋰離子的脫嵌；
2）在鋰離子脫嵌時(shí)無(wú)結(jié)構(gòu)上的變化，具有良好的充放電可逆性和循環(huán)壽命；
3）鋰離子在其中應(yīng)盡可能多的嵌入和脫出，以使電極具有較高的可逆容量；
4）氧化還原反應(yīng)的電位要低，與正極材料配合，使鋰電池具有較高的輸出電壓；
5）首次不可逆放電比容量較?。?/div>
6）與電解質(zhì)溶劑相容性好；
7）資源豐富、價(jià)格低廉；
8）安全性好；
9）環(huán)境友好。
鋰電池主要負(fù)極材料有錫基材料、鋰基材料、鈦酸鋰、碳納米材料、石墨烯材料等。負(fù)極材料是鋰電池儲(chǔ)存鋰的主體，使鋰離子在充放電過(guò)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。
