一。鋰電池材料技術(shù)

正負(fù)材料

鋰電池正負(fù)極材料體系非常豐富（圖2）。目前，對(duì)鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷錳鋰等正極材料的研究已趨于成熟。鈷酸鋰材料的比容量為200～210Ma·H/g，其真實(shí)密度和極片壓實(shí)密度在現(xiàn)有正極材料中最高。商用鈷酸鋰/石墨系統(tǒng)充電電壓可提高4.40v，可滿足智能手機(jī)和平板電腦對(duì)大容量能量密度軟包裝電池的需求。錳酸鋰成本低，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，熱穩(wěn)定性高，耐過(guò)充性好，放電電壓平臺(tái)高，安全性高。它適用于低成本的輕型電動(dòng)汽車電池，但也存在一些問(wèn)題，如理論容量較低，錳的溶解可能影響電池在高溫環(huán)境下的使用壽命。國(guó)內(nèi)錳酸鋰材料主要滿足移動(dòng)電源、電動(dòng)工具和電動(dòng)自行車市場(chǎng)的需求，具有低端化發(fā)展趨勢(shì)。ncm三元層狀正極材料主要用于動(dòng)力電池。除了lini1/3co1/3mn1/3o2（分別占鎳、鈷、錳的1/3）的成熟應(yīng)用外，大容量lini0.5co0.2mn0.3o2也已批量應(yīng)用。通常，它與錳酸鋰混合用于電動(dòng)汽車電池。摻鋁鋰鎳鈷氧化物的能量密度與高壓鋰鈷氧化物電池的能量密度相近。近年來(lái)，電動(dòng)汽車制造商特斯拉（tesla）一直用這種電腦電池驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車。這種材料還可以與錳酸鋰混合來(lái)制造汽車動(dòng)力電池。國(guó)產(chǎn)nca前體已形成穩(wěn)定的生產(chǎn)能力。少數(shù)企業(yè)已完成nca正極材料的開(kāi)發(fā)，正在進(jìn)行產(chǎn)品推廣。.磷酸鐵鋰電池安全性高，使用壽命長(zhǎng)。目前，納米功率材料和高密度磷酸錳鋰材料的發(fā)展速度很快。高能大功率材料性能趨于穩(wěn)定，成本進(jìn)一步降低，逐步滿足了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求和現(xiàn)階段我國(guó)新能源汽車推廣的需要。高壓尖晶石錳酸鋰鎳和高壓高倍率高容量鋰錳基陽(yáng)極材料仍在開(kāi)發(fā)中。

 

負(fù)極材料

石墨、硬/軟碳及合金材料可作為動(dòng)力電池負(fù)極材料。石墨作為負(fù)極材料應(yīng)用廣泛，其可逆容量已達(dá)到360ma·h/g，非晶硬碳或軟碳可以滿足電池在高倍率和低溫下的應(yīng)用需求，并開(kāi)始應(yīng)用，但主要與石墨混合。鈦酸鋰負(fù)極材料具有最佳的倍率性能和循環(huán)性能，適合于大電流快速充電電池，但電池比能量低，成本高。20世紀(jì)90年代，納米硅被提出用作大容量陽(yáng)極。通過(guò)摻雜少量納米硅來(lái)提高碳負(fù)極材料的容量是目前研究的熱點(diǎn)。含少量納米硅或氧化硅的負(fù)極材料已開(kāi)始進(jìn)入小批量應(yīng)用階段，可逆容量為450 mA·h／g，但由于嵌鋰于硅中的體積膨脹，實(shí)際使用中的循環(huán)壽命會(huì)降低，需要進(jìn)一步解決。

電解質(zhì)

鋰離子電池電解液通常是由高介電常數(shù)的環(huán)碳酸鹽和低介電常數(shù)的線狀碳酸鹽混合而成。一般來(lái)說(shuō)，鋰離子電池電解液應(yīng)滿足高離子電導(dǎo)率（10-3~10-2s/cm）、低電子電導(dǎo)率、寬電化學(xué)窗口（0~5v）、良好的熱穩(wěn)定性（-40~60℃）的要求。六氟磷酸鋰等新型鋰鹽，在溶劑凈化、電解液制備和功能添加劑等方面都取得了不斷的進(jìn)展。目前的發(fā)展方向是進(jìn)一步提高其工作電壓，提高電池的高低溫性能。安全的離子液體電解質(zhì)和固體電解質(zhì)正在開(kāi)發(fā)中。

隔膜

聚烯烴微孔膜以其優(yōu)異的力學(xué)性能、良好的電化學(xué)穩(wěn)定性和相對(duì)廉價(jià)的性能，是目前國(guó)內(nèi)外聚烯烴微孔膜的主要產(chǎn)品。