鋰離子電池行業(yè)常用的正極和負極材料有哪些?
來源：寶鄂實業(yè)
2019-12-30 22:04
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鋰離子電池行業(yè)常用的正極和負極材料有哪些?鋰離子電池的主要組成部分包括電解液、隔離材料、正極和負極材料等。正極和負極材料是決定鋰離子電池性能的關(guān)鍵材料之一，也是商用鋰離子電池中鋰離子的主要來源。
鋰電池是常用的陰極材料
隨著鋰離子電池的不斷發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸擴大，陰極材料的使用也由單一向多樣化轉(zhuǎn)變，包括:橄欖石磷酸亞鐵鋰、層狀鋰鈷酸鋰、尖晶石錳酸鋰等，實現(xiàn)了多種材料的共存。在鋰電池正極材料中，最常用的材料有鋰鈷氧化物、鋰錳氧化物、鋰鐵磷酸鹽和三元材料(鎳鈷錳聚合物)。
鋰電池正極材料。JPG
1. 鈷酸鋰
作為一種陰極材料，它最早被使用，至今仍是消費電子產(chǎn)品的主流陰極材料。與其他陰極材料相比，鈷酸鋰在工作過程中電壓較高，充放電時電壓運行穩(wěn)定，能夠滿足大電流、強循環(huán)性能、高導(dǎo)電效率、材料穩(wěn)定和鋰電池技術(shù)的要求。
2. 三元正極材料
與鋰鈷氧化物相比，可以看出，鋰鈷氧化物在熱穩(wěn)定性方面有很大的優(yōu)勢，生產(chǎn)成本相對較低，是鋰鈷氧化物最好的替代材料。但其低密度和循環(huán)性能還有待提高。這可以通過改進合成工藝和離子摻雜來調(diào)整。
3.磷酸亞鐵鋰
具有良好的充放電循環(huán)性能和熱穩(wěn)定性，在使用過程中有很強的安全保證。而且材料綠色環(huán)保，不會對環(huán)境造成嚴重破壞，價格也相對低廉，被中國電池行業(yè)認為是生產(chǎn)大型電池模塊的最佳材料。
4. 錳酸鋰
在應(yīng)用上具有較強的安全性和抗過充性，由于我國錳資源豐富，所以價格相對低廉，對環(huán)境污染小，無毒無害，工業(yè)制備操作相對簡單。但在充放電過程中，由于尖晶石結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生賈恩-特勒效應(yīng)，錳在高溫下的溶解容易降低鋰電池的容量，因此其應(yīng)用也受到很大限制。
鋰離子電池常用的正極材料有哪些?
在鋰離子電池材料中，負極材料是一個重要的組成部分，它對整個鋰電池的性能有很大的影響。目前，陽極材料主要分為兩大類:一類是商業(yè)應(yīng)用的碳材料，如天然石墨和軟碳;另一類是非碳陽極材料，如硅基材料、合金材料、錫金材料等。
鋰離子電池的負極是由碳材料或非碳材料、粘合劑和添加劑制成，是由均勻地涂在銅箔兩面的糊狀粘合劑制成。負極材料是鋰離子電池的主體，它使鋰離子在充放電過程中嵌入并釋放。鋰電池充電時，正極的鋰原子電離成鋰離子和電子，鋰離子向負極移動，電子合成鋰原子。放電過程中，鋰原子從石墨晶體負表面電離成鋰離子和電子，在正極合成鋰原子。
●碳陰極材料
這種材料在能量密度、循環(huán)能力、成本投入等方面都是一種均衡的陰極材料，也是促進鋰離子電池誕生的主要材料。碳材料可分為兩類，即石墨化碳材料和硬碳材料。其中，前者主要包括人造石墨和天然石墨。
●天然石墨
天然石墨也有許多優(yōu)點，如結(jié)晶度高，可嵌入位置多，價格低廉，是鋰離子電池的理想材料。但它也有一些缺點，如與電解液反應(yīng)的相容性差，破碎過程中有很多表面缺陷，這些都會對th產(chǎn)生很大的負面影響
