鋰離子電池負極材料,鋰電池負極材料分類
來源：存能電氣 日期：2019-07-26 14:53 瀏覽量：次
鋰離子電池負極材料，鋰電池負極材料分類。負極材料，是電池在充電過程中，鋰離子和電子的載體，起著能量的儲存與釋放的作用。在電池成本中，負極材料約占了5%-15%,是鋰電池的重要原材料之一。其中新型碳材料、硅基材料、錫基材料及其氧化物是目前研究比較多的幾種新型負極材料。
鋰離子電池負極材料的簡述
鋰離子電池主要由正極、負極、電解液和隔膜等部分組成，我國在鋰離子電池負極材料產業化方面具有一定的優勢，其中負極材料的選擇會直接關系到電池的能量密度。隨著人們對鋰離子電池能量密度的追求越來越高，硅材料和金屬鋰將是負極材料未來的發展趨勢。
負極材料的生產只是整個李電池制作工藝過程中的一環，標準的制定有助于電池企業對材料的優劣做出評判。另外，材料在生產和運輸過程中難免會受到人、機、料、環境和測試條件等因素的影響，只有將它們的各項理化性質參數標準化，才能真正確保其可靠性。
一般而言，負極材料關鍵性技術指標有：晶體結構、粒度分布、振實密度、比表面積、pH、水含量、主元素含量、雜質元素含量、首次放電比容量和首次充放電效率等。
鋰電池主要負極材料有錫基材料、鋰基材料、鈦酸鋰、碳納米材料、石墨烯材料等。總之，在未來幾年內，整個鋰離子電池負極材料的市場需求量將繼續保持持續增長的趨勢。而從負極材料的種類上來看，整個負極材料市場將仍然以天然石墨和人造石墨為主體。
作為鋰離子嵌入的載體，負極材料需滿足以下要求
●鋰離子在負極基體中的插入氧化還原電位盡可能低，接近金屬鋰的電位，從而使電池的輸入電壓高;
●在基體中大量的鋰能夠發生可逆插入和脫嵌以得到高容量;
●在插入/脫嵌過程中，負極主體結構沒有或很少發生變化;
●氧化還原電位隨Li的插入脫出變化應該盡可能少，這樣電池的電壓不會發生顯著變化，可保持較平穩的充電和放電;
●插入化合物應有較好的的電子電導率和離子電導率，這樣可以減少極化并能進行大電流充放電;
●主體材料具有良好的表面結構，能夠與液體電解質形成良好的SEI;
●插入化合物在整個電壓范圍內具有良好的化學穩定性，在形成SEI后不與電解質等發生反應;
●鋰離子在主體材料中有較大的擴散系數，便于快速充放電;
●從實用角度而言，材料應具有較好的經濟性以及對環境的友好性。
鋰電池負極材料分類
鋰電池負極材料大概分為六種:碳負極材料、合金類負極材料、錫基負極材料、含鋰過渡金屬氮化物負極材料、納米級材料、納米負極材料。
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。
以上就是鋰離子電池負極材料，鋰電池負極材料分類介紹。負極材料的發展是高比容量、高充放電效率、高循環性能和較低成本。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。
