鋰電池正負(fù)極材料相關(guān)介紹
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-09-29 13:32
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鋰電池是一類以金屬鋰或含鋰物質(zhì)作負(fù)極的電的化學(xué)源總稱，自1991年鋰離子電池問世并商業(yè)化生產(chǎn)以來，鋰離子電池因具有高的比能量，長循環(huán)壽命，低自放電和綠色環(huán)保等一系列優(yōu)點(diǎn)，受到當(dāng)今社會(huì)的廣泛關(guān)注和大力發(fā)展。
所謂鋰離子電池是指分別用兩個(gè)能可逆地嵌入與脫嵌鋰離子的活性物質(zhì)作為正負(fù)極構(gòu)成的二次電池。電池充電時(shí), 鋰離子從正極脫嵌, 經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，放電時(shí)，鋰離子則從負(fù)極脫出, 插入正極。 以將炭材料為負(fù)極，以含鋰的化合物作正極的鋰電池為例。在充放電過程中，沒有金屬鋰存在，只有鋰離子。當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。
而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，達(dá)到負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。同樣，當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)（即我們使用電池的過程），嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出，又運(yùn)動(dòng)回正極?；卣龢O的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。在Li-ion的充放電過程中，鋰離子處于從正極→負(fù)極→正極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。Li-ion Batteries就像一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象運(yùn)動(dòng)員一樣在搖椅來回奔跑。所以Li-ion Batteries又叫搖椅式電池。
正極材料
正極材料是鋰離子電池發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，應(yīng)滿足條件：①足在所要求的充放電范圍內(nèi), 與電解質(zhì)溶液有電化學(xué)相溶性；②溫和電極過程動(dòng)力學(xué)；③高度可逆性：④全鋰化狀態(tài)下在空氣中穩(wěn)定性好。目前，常用的正極材料層狀 LiMO2和尖晶石型LiM2O4（M=Co, Ni, Mn, V等過渡金屬離子）
負(fù)極材料
鋰離子電池負(fù)極材料作為提高鋰離子二次電池能量及循環(huán)壽命的重要因素, 在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的研究。作為鋰離子電池負(fù)極材料應(yīng)滿足以下要求：①在鋰離子的嵌入反應(yīng)中自由能變化小、電位低；②鋰離子在負(fù)極的固態(tài)結(jié)構(gòu)中有高的擴(kuò)散率；③高度可逆的嵌入脫出反應(yīng)；④有良好的電導(dǎo)率；⑤熱力學(xué)上穩(wěn)定, 同時(shí)與電解質(zhì)不發(fā)生反應(yīng)。常見的負(fù)極材料按成分劃分可分為碳材料和金屬氧化物材料。
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