鋰電池正負(fù)極材料和原理是什么？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-18 18:47
點(diǎn)擊量：次
鋰電池正負(fù)極材料是什么？
鋰電池正負(fù)極材料.jpg
鋰電池的主要構(gòu)成材料包括電解液、隔離材料、正負(fù)極材料等。正極材料是決定鋰電池性能的關(guān)鍵材料之一,也是目前商業(yè)化鋰離子電池中主要的鋰離子來(lái)源,其性能和價(jià)袼對(duì)鋰離子電池的影響較大。
鋰離子電池負(fù)極材料為碳素材料，鋰離子電池正極材料是含鋰的化合物，沒(méi)有金屬鋰存在，只有鋰離子，這就是鋰離子電池。鋰離子電池是指以鋰離子嵌入化合物為正極材料電池的總稱。鋰離子電池的充放電過(guò)程，就是鋰離子的嵌入和脫嵌過(guò)程。
鋰電池正極（陰極）二氧化錳是主要成分，用來(lái)產(chǎn)生充放電的化學(xué)反應(yīng)、添加成分是為了提高鋰電池的性能。鋰電池負(fù)極（陽(yáng)極）金屬鋰或其合金金屬為負(fù)極材料，這些東西涂在銅箔上、負(fù)極上發(fā)生的。在鋰電池正極材料當(dāng)中，最常用的材料有鈷酸鋰，錳酸鋰，磷酸鐵鋰和三元材料(鎳鈷錳的聚合物)。
鋰電池負(fù)極材料的種類繁多，根據(jù)化學(xué)組成可以分為金屬類負(fù)極材料、無(wú)機(jī)非金屬類負(fù)極材料及金屬氧化物類負(fù)極材料。
（1）金屬類負(fù)極材料：這類材料多具有超高的嵌鋰容量。最早研究的負(fù)極材料是金屬鋰。由于電池的安全問(wèn)題和循環(huán)性能不佳，金屬鋰作為負(fù)極材料并未得到廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，合金類負(fù)極材料得到了比較廣泛的研究，如錫基合金，鋁基合金、鎂基合金、銻基合等，是一個(gè)新的方向。
?。?）無(wú)機(jī)非金屬類負(fù)極材料：用作鋰電池負(fù)極無(wú)機(jī)非金屬材料主要是碳材料、硅材料及其它非金屬?gòu)?fù)合材料。
?。?）過(guò)渡金屬氧化物材料：這類材料一般具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，如鋰過(guò)渡氧化物（鈦酸鋰等）、錫基復(fù)合氧化物等。
就當(dāng)前的市場(chǎng)而言，在大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用方面，負(fù)極材料仍然以碳材料為主，石墨類和非石墨類碳材料都有應(yīng)用。在汽車及電動(dòng)工具領(lǐng)域，鈦酸鋰作為負(fù)極材料也有一定的應(yīng)用，主要是具有非常優(yōu)異的循環(huán)壽命、安全性和倍率性能，但是會(huì)降低鋰電池的能量密度，因此不是市場(chǎng)主流。
鋰電池正負(fù)極材料的原理
1、正極構(gòu)造
LiCoO2+導(dǎo)電劑+粘合劑(PVDF)+集流體(鋁箔)
2、負(fù)極構(gòu)造
石墨+導(dǎo)電劑+增稠劑(CMC)+粘結(jié)劑(SBR)+集流體(銅箔)
常見的正極材料主要成分為L(zhǎng)iCoO2，充電時(shí)，加在電池兩極的電勢(shì)迫使正極的化合物釋出鋰離子，嵌入負(fù)極分子排列呈片層結(jié)構(gòu)的碳中．放電時(shí)，鋰離子則從片層結(jié)構(gòu)的碳中析出，重新和正極的化合物結(jié)合。
