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鋰電池材料有哪些?

鋰電池材料有哪些?

發(fā)布人:鋰電池材料-格瑞普 發(fā)布時(shí)間:2023-09-25 瀏覽次數(shù):721

  鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為正/負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。由于鋰金屬的化學(xué)特性非常活潑,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對(duì)環(huán)境要求非常高。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,鋰電池已經(jīng)成為了主流,鋰電池作為一種常用的二次電池,具有高能量密度、長壽命、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。鋰電池的正極、負(fù)極和電解液是其關(guān)鍵材料,下面跟格瑞普電池來一起了解一下鋰電池材料有哪些?

鋰電池材料

  一、鋰電池材料有哪些?

  1、正極材料:

  鈷酸鋰(LiCoO2):是目前應(yīng)用最廣泛的正極材料,具有高能量密度和較長的循環(huán)壽命。然而,鈷資源有限,價(jià)格昂貴。

  錳酸鋰(LiMn2O4):相對(duì)于鈷酸鋰,錳酸鋰更廉價(jià),但其循環(huán)壽命較短。

  磷酸鐵鋰(LiFePO4):具有較高的循環(huán)壽命和較高的安全性能,但能量密度相對(duì)較低。

  2、負(fù)極材料:

  石墨:是最常用的負(fù)極材料,具有較高的儲(chǔ)存鋰離子能力。然而,石墨存在體積膨脹問題,可能導(dǎo)致電池壽命減短。

  硅:硅具有更高的儲(chǔ)存鋰離子能力,但體積膨脹問題更加嚴(yán)重,需要解決。

  3、電解液:

  有機(jī)電解液:由有機(jī)溶劑和鋰鹽組成,具有高離子導(dǎo)電性能。然而,有機(jī)電解液存在著燃燒和揮發(fā)性等安全性問題。

  固體電解液:由固體材料制成,具有較高的安全性和穩(wěn)定性,但目前制備困難,成本較高。

  除了上述材料,鋰電池還包括導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和隔膜等輔助材料。為了提高鋰電池的性能,需要不斷研發(fā)新的材料,如鋰硫電池、鋰空氣電池等。

  二、鋰電池材料構(gòu)成主要有哪些?

  碳負(fù)極材料: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、熱解樹脂碳等。

  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。沒有商業(yè)化產(chǎn)品。

  氮化物:沒有商業(yè)化產(chǎn)品。

  合金類: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 ,也沒有商業(yè)化產(chǎn)品。

  納米級(jí):納米碳管、納米合金材料。

  納米氧化物:根據(jù)2009年鋰電池新能源行業(yè)的市場發(fā)展最新動(dòng)向,諸多公司已經(jīng)開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,極大地提高鋰電池的充放電量和充放電次數(shù)。

鋰電池材料

  三、鋰電池的四大主要材料

  鋰電池材料構(gòu)成主要包括正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液。

  1、正極材料:在鋰電正極材料當(dāng)中,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)。

  2、負(fù)極材料:在負(fù)極材料當(dāng)中,目前鋰電池負(fù)極材料主要以天然石墨和人造石墨為主。正在探索的負(fù)極材料有氮化物、PAS、錫基氧化物、錫合金、納米負(fù)極材料,以及其他的一些金屬間化合物等。

  3、隔膜:市場化的隔膜材料主要是以聚乙烯、聚丙烯為主的聚烯烴類隔膜。鋰電池的結(jié)構(gòu)中,隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。

  4、電解液:電解液由高純度的有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽、必要的添加劑等原料,在一定條件下、按一定比例配制而成的。

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