關(guān)于鋰離子電池的化學(xué)解析
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-21 15:13
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和所有化學(xué)電池一樣，鋰離子電池也由三個(gè)部分組成：正極、負(fù)極和電解質(zhì)。電極材料都是鋰離子可以嵌入（插入）/脫嵌（脫插）的。
正極
正極材料：如上文所述，可選的正極材料很多，目前主流產(chǎn)品多采用鋰鐵磷酸鹽。不同的正極材料對(duì)照：
鋰離子電池的主要種類(lèi)、制作工藝及其化學(xué)解析
正極反應(yīng)：放電時(shí)鋰離子嵌入，充電時(shí)鋰離子脫嵌。充電時(shí)：LiFePO4→ Li1-xFePO4 + xLi + xe 放電時(shí)：Li1-xFePO4+ xLi + xe →LiFePO4
負(fù)極
負(fù)極材料：多采用石墨。新的研究發(fā)現(xiàn)鈦酸鹽可能是更好的材料。 負(fù)極反應(yīng)：放電時(shí)鋰離子脫插，充電時(shí)鋰離子插入。充電時(shí)：xLi + xe + 6C →LixC6 放電時(shí)：LixC6 → xLi + xe + 6C
大體分為以下幾種：
第一種是碳負(fù)極材料：目前已經(jīng)實(shí)際用于鋰離子電池的負(fù)極材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹(shù)脂碳等。
第二種是錫基負(fù)極材料：錫基負(fù)極材料可分為錫的氧化物和錫基復(fù)合氧化物兩種。氧化物是指各種價(jià)態(tài)金屬錫的氧化物。目前沒(méi)有商業(yè)化產(chǎn)品。
第三種是含鋰過(guò)渡金屬氮化物負(fù)極材料，目前也沒(méi)有商業(yè)化產(chǎn)品。
第四種是合金類(lèi)負(fù)極材料：包括錫基合金、硅基合金、鍺基合金、鋁基合金、銻基合金、鎂基合金和其它合金 ，目前也沒(méi)有商業(yè)化產(chǎn)品。
第五種是納米級(jí)負(fù)極材料：納米碳管、納米合金材料。
第六種納米材料是納米氧化物材料：目前合肥翔正化學(xué)科技有限公司根據(jù)2009年鋰電池新能源行業(yè)的市場(chǎng)發(fā)展最新動(dòng)向，諸多公司已經(jīng)開(kāi)始使用納米氧化鈦和納米氧化硅添加在以前傳統(tǒng)的石墨，錫氧化物，納米碳管里面，極大的提高鋰電池的沖放電量和充放電次數(shù)。
電解質(zhì)溶液
1.溶質(zhì)：常采用鋰鹽，如高氯酸鋰（LiClO4）、六氟磷酸鋰（LiPF6）、四氟硼酸鋰（LiBF？）。
2.溶劑：由于電池的工作電壓遠(yuǎn)高于水的分解電壓，因此鋰離子電池常采用有機(jī)溶劑，如乙醚、乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯、二乙基碳酸酯等。有機(jī)溶劑常常在充電時(shí)破壞石墨的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其剝脫，并在其表面形成固體電解質(zhì)膜（solid electrolyte interphase，SEI）導(dǎo)致電極鈍化。有機(jī)溶劑還帶來(lái)易燃、易爆等安全性問(wèn)題。
