鋰電池正極,負極材料和電解液成分詳解

來源：存能電氣  日期：2019-03-07 09:47  瀏覽量：次

　　鋰電池正極,負極材料和電解液成分詳解。鋰電池的主要構成材料包括電解液、隔膜材料、正負極材料等。鋰電池是性能卓越的新一代綠色高能儲能性電池，已成為高新技術發展的重點之一。隨著我國經濟的快速發展，對電池新材料需求的不斷增加，這都將為鋰電池材料帶來新機遇。

　　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注的正極材料之一，理論比容量為170mAh/g,實際比容量可達150mAh/g以上。

　　鋰電池對正極材料的基本要求：

　　第一，材料自身電位高，這樣才能與負極材料之間形成較大的電位差，帶來能量密度高的電芯設計；同時帶電離子嵌入脫出對電極電位影響小，則充放電過程，不會有過大的電壓波動，不會給系統內的其他電氣帶來不利影響。

　　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，是無法投入商用的。

　　第三，鋰離子擴散系數大，鋰離子在材料內部的移動更迅速，嵌入和脫嵌的能力強。是影響電芯內阻的因素，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較短，則嵌入和脫嵌更容易。通道淺的同時，嵌鋰位置還要充足。

　　第五，與電解液的相容性和熱穩定性好，這點是出于安全性考慮。

　　第六，材料易得，且加工性能好。成本低，材料容易加工成電極，且電極結構穩定，是鋰電池正極材料得到推廣應用的有利條件。

　　鋰電池負極材料：

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

　　鋰電池負極材料大體分為幾種？

　　第一種是碳納米級材料負極材料：目前已經實際用于鋰離子電池的負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。

　　第二種是合金類負極材料：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，目前也沒有商業化產品。

　　第三種是錫基負極材料：錫基負極材料可分為錫的氧化物和錫基復合氧化物兩種。氧化物是指各種價態金屬錫的氧化物。目前沒有商業化產品。

　　第四種是含鋰過渡金屬氮化物負極材料，目前也沒有商業化產品。

　　第五種是納米級材料：納米碳管、納米合金材料。

　　第六種納米負極材料：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的載體。一般由鋰鹽和有機溶劑組成。電解液在鋰電池正、負極之間起到傳導離子的作用，是鋰電池獲得高電壓、高比能等優點的保證。電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質鋰鹽、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鋰電池正極,負極材料和電解液成分詳解，鋰電池生生產主要由正極材料、負極材料、隔膜和電解液等構成，鋰電池正極材料具有廣闊的市場，前景十分樂觀。電解液作為鋰離子電池的重要組成部分對提升鋰離子電池的循環性能、能量密度，從而進一步提升電動汽車續航里程起著不可替代的作用。