鋰電池正極材料需要滿足哪些要求？
來源：寶鄂實業(yè)
2020-01-04 14:45
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鋰電池正極材料的分類和要求。鋰電池正極材料是鋰離子電池行業(yè)中最關(guān)鍵的一環(huán)。根據(jù)鋰離子電池的成本比，陰極材料占鋰電池總成本的25% ~ 28%。負極材料是新能源汽車鋰電池的核心材料之一，對新能源汽車的最終性能起著至關(guān)重要的作用。
負極材料是鋰電池充電過程中鋰離子和電子的載體，具有儲能和釋放能量的作用。陰極材料約占電池成本的5%-15%，是鋰離子電池的重要原料之一。
鋰電池正極材料。JPG
鋰電池正極材料應(yīng)滿足以下要求
●鋰離子插入負極基質(zhì)的氧化還原電位盡可能低，接近金屬鋰離子的氧化還原電位，使電池的輸入電壓高;
●基質(zhì)中大量的鋰可以可逆性地插入和脫嵌以獲得高容量;
●在插入/脫包埋過程中，負極主體結(jié)構(gòu)變化不大;
●氧化還原電位隨Li的插入和釋放的變化應(yīng)盡可能小，使電池電壓變化不明顯，能保持穩(wěn)定的充放電;
●所插入的化合物應(yīng)具有較好的導(dǎo)電性和離子導(dǎo)電性，以減少極化，并可進行大電流充放電;
●主材料具有良好的表面結(jié)構(gòu)，能與液體電解質(zhì)形成良好的SEI;
●所插入的化合物在整個電壓范圍內(nèi)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，在SEI形成后不會與電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng);
●鋰離子在主要材料中具有較大的擴散系數(shù)，易于快速充放電;
●從實用角度出發(fā)，鋰電池正極材料應(yīng)具有更好的經(jīng)濟性和對環(huán)境的友好性。
鋰電池正極材料類型
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。陽極材料分為碳陽極和非碳陽極。從技術(shù)角度看，未來鋰離子電池正極材料將呈現(xiàn)多樣化的特點。隨著科技的發(fā)展，鋰離子電池正極材料已由單一的人工石墨發(fā)展為天然石墨、中間相碳微球、人工石墨、軟碳/硬碳、無定形碳、鈦酸鋰、硅碳合金等負極材料。
鋰電池負極材料可分為6類:碳負極材料、合金負極材料、錫基負極材料、過渡金屬氮化鋰負極材料、納米級材料、納米級負極材料。
一是碳納米材料陰極材料:目前用于鋰離子電池的陰極材料基本上是碳材料，如人造石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹脂碳等。
第二類是類合金負極材料，包括錫基合金、硅基合金、德國基合金、鋁基合金、銻基合金、鎂基合金和其他合金，這些材料目前尚未投入市場。
三是錫基陽極材料:錫基陽極材料可分為錫基氧化物和錫基復(fù)合氧化物。氧化物是各種價金屬錫的氧化物。沒有商業(yè)產(chǎn)品。
第四種是鋰過渡金屬氮化陰極材料，目前還沒有商用。
五是納米材料:碳納米管、納米合金材料。
第六納米陰極材料:納米氧化物材料
鋰電池正極材料分類
鋰電池負極材料分為兩類:碳材料和非碳材料。碳負極材料又分為天然石墨負極、人工石墨負極、中間相碳微球(MCMB)、軟碳(如焦炭)負極、硬碳負極、碳納米管、石墨烯、碳纖維等。其他非碳負極材料主要分為硅及其復(fù)合材料、氮化物負極、錫基材料、鈦酸鋰、合金材料等。
陰極材料的發(fā)展具有比容量大、充放電效率高、循環(huán)效率高等特點
