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锂电池常见的正负极材料有哪些?

时间:2022-06-05 13:35:23 来源:本站 点击:29次

锂电池常见正极材料


随着锂离子电池的不断发展,应用领域也在逐渐的扩大,其在正极材料的使用方面已经由单一化向多元化的方向转变,其中包括:橄榄石型磷酸亚铁锂、层状钴酸锂、尖晶石型锰酸锂等等,实现多种材料的并存。在锂电池正极材料当中,最常用的材料有钴酸锂,锰酸锂,磷酸铁锂和三元材料(镍钴锰的聚合物)。


1.钴酸锂

作为正极材料,被应用的时间最早,并且直至目前仍然属于消费电子产品中居于主流的正极材料。钴酸锂与其他正极材料相比较能够看出,其工作过程中电压较高,充电或者放电时电压运行较为平稳,能够符合大电流的要求,具有较强的循环性能,电导效率较高,材料以及锂电池等工艺较为稳定。

2.三元正极材料

具有较为显著的三元协同效应,其与钴酸锂相比较能够看出,在热稳定性方面存在较大的优势,并且生产成本较为低廉,能够成为钴酸锂最佳代替材料。但是其密度较低、循环性能方面也有待提高。对此,可以采用改进合成工艺以及离子掺杂等进行调整。

3.磷酸亚铁锂

在充电和放电方面具有良好的循环性能以及热稳定性,在使用过程中具有较强的安全保障,并且该材料绿色环保,不会对环境造成严重的损害,同时价格也较为低廉,被我国电池工业认为是进行大型电池模块生产的最佳材料。

锂离子电池常见负极材料有哪些?

在锂离子电池材料中,负极材料属于重要的组成部分,能够对整体锂电池的性能产生较大影响。目前,负极材料主要被划分为两个类别,一种为商业化应用的碳材料,例如天然石墨、软碳等,另一类为正处于研发状态,但是市场前景一片大好的非碳负极材料,例如硅基材料、合金材料、锡金材料等等。

锂离子电池的负极是由负极活性物质碳材料或非碳材料、粘合剂和添加剂混合制成糊状胶合剂均匀涂抹在铜箔两侧,经干燥、滚压而成。负极材料是锂离子电池储存锂的主体,使锂离子在充放电过程中嵌入与脱出。锂电池充电时,正极中锂原子电离成锂离子和电子,并且锂离子向负极运动与电子合成锂原子。放电时,锂原子从石墨晶体内负极表面电离成锂离子和电子,并在正极处合成锂原子。

●碳负极材料

此种类型的材料无论是能量密度、循环能力,还是成本投入等方面,其都处于表现均衡的负极材料,同时也是促进锂离子电池诞生的主要材料,碳材料可以被划分为两大类别,即石墨化碳材料以及硬碳。其中,前者主要包括人造石墨以及天然石墨。

●天然石墨

天然石墨也具有诸多优势,其结晶度较高、可嵌入的位置较多,并且价格较低,是较为理想的锂离子电池材料。但其也存在一定的弊端,例如在与电解液反应时,相容性较差,在进行粉碎时表面存在诸多缺陷等,这都将对其充电或放电的性能产生较大的不利影响。


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