鋰電池正極,負(fù)極材料和電解液成分詳解

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-03-07 09:47  瀏覽量：次

　　鋰電池正極,負(fù)極材料和電解液成分詳解。鋰電池的主要構(gòu)成材料包括電解液、隔膜材料、正負(fù)極材料等。鋰電池是性能卓越的新一代綠色高能儲(chǔ)能性電池，已成為高新技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)之一。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)電池新材料需求的不斷增加，這都將為鋰電池材料帶來(lái)新機(jī)遇。

　　鋰電池正極材料：

　　鋰電池正極材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能，其成本也直接決定電池成本高低。目前研制成功并得到應(yīng)用的正極材料主要有鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料鎳鈷錳酸鋰(NCM)和鎳鈷鋁酸鋰(NCA)等。磷酸鐵鋰電池是目前廣受關(guān)注的正極材料之一，理論比容量為170mAh/g,實(shí)際比容量可達(dá)150mAh/g以上。

　　鋰電池對(duì)正極材料的基本要求：

　　第一，材料自身電位高，這樣才能與負(fù)極材料之間形成較大的電位差，帶來(lái)能量密度高的電芯設(shè)計(jì)；同時(shí)帶電離子嵌入脫出對(duì)電極電位影響小，則充放電過(guò)程，不會(huì)有過(guò)大的電壓波動(dòng)，不會(huì)給系統(tǒng)內(nèi)的其他電氣帶來(lái)不利影響。

　　第二，材料含鋰量高且鋰電池嵌入脫嵌可逆。這是高容量的前提。有些正極材料，理論容量很高，但是有一半的鋰離子，第一次嵌入以后就失去了活性。這樣的材料，是無(wú)法投入商用的。

　　第三，鋰離子擴(kuò)散系數(shù)大，鋰離子在材料內(nèi)部的移動(dòng)更迅速，嵌入和脫嵌的能力強(qiáng)。是影響電芯內(nèi)阻的因素，也是影響功率特性的因素。

　　第四，材料比表面積大，有大量的嵌鋰位置。表面積大，鋰離子的嵌入通道相對(duì)較短，則嵌入和脫嵌更容易。通道淺的同時(shí)，嵌鋰位置還要充足。

　　第五，與電解液的相容性和熱穩(wěn)定性好，這點(diǎn)是出于安全性考慮。

　　第六，材料易得，且加工性能好。成本低，材料容易加工成電極，且電極結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，是鋰電池正極材料得到推廣應(yīng)用的有利條件。

　　鋰電池負(fù)極材料：

　　鋰電池負(fù)極材料主要影響鋰電池的首次效率、循環(huán)性能等。按鋰離子電池成本比例，負(fù)極材料占比鋰電池總成本的25%～28%。隨著技術(shù)的進(jìn)步，目前的鋰離子電池負(fù)極材料已經(jīng)從單一的人造石墨發(fā)展到了天然石墨、中間相碳微球、人造石墨為主，軟碳/硬碳、無(wú)定形碳、鈦酸鋰、硅碳合金等多種負(fù)極材料共存的局面。

　　鋰電池負(fù)極材料大體分為幾種？

　　第一種是碳納米級(jí)材料負(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。

　　第三種是錫基負(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。

　　第四種是含鋰過(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。

　　第五種是納米級(jí)材料：納米碳管、納米合金材料。

　　第六種納米負(fù)極材料：納米氧化物材料。

　　鋰電池電解液：

　　鋰電池電解液是電池中離子傳輸?shù)妮d體。一般由鋰鹽和有機(jī)溶劑組成。電解液在鋰電池正、負(fù)極之間起到傳導(dǎo)離子的作用，是鋰電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點(diǎn)的保證。電解液一般由高純度的有機(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。

　　鋰電池電解液成分介紹：

　　1.碳酸乙烯酯分子式：C3H4O3

　　2.碳酸丙烯酯分子式：C4H6O3

　　3.碳酸二乙酯分子式：CH3OCOOCH3

　　4.碳酸二甲酯分子式：C3H6O3

　　5.碳酸甲乙酯

　　6.六氟磷酸鋰

　　以上就是存能電氣小編對(duì)鋰電池正極,負(fù)極材料和電解液成分詳解，鋰電池生生產(chǎn)主要由正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液等構(gòu)成，鋰電池正極材料具有廣闊的市場(chǎng)，前景十分樂(lè)觀(guān)。電解液作為鋰離子電池的重要組成部分對(duì)提升鋰離子電池的循環(huán)性能、能量密度，從而進(jìn)一步提升電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程起著不可替代的作用。