公司的经营宗旨是:“以质量赢取市场,以效率促进发展,客户的满意是我们永恒的目标”
惠州东辉能源有限公司欢迎您!
电池常识 电池常识
锂离子电池的正负极材料
  • 2020-04-07

 我们经常会看到磷酸铁锂,三元等专业的锂离子电池术语,这些都是根据锂离子电池正极材料来区分锂离子电池的类型。相对来讲,锂离子电池的正、负极材料对电池性能的影响比较大,是大家比较关心的方面。那么,当前市场上都有哪些常见的正负极材料呢?用他们做锂离子电池,又有哪些优缺点?

  1.正极材料

  首先,我们来看看正极材料,正极材料的选择,主要基于以下几个因素考虑:

  1)具有较高的氧化还原反应电位,使锂离子电池达到较高的输出电压;

  2)锂元素含量高,材料堆积密度高,使得锂离子电池具有较高的能量密度;

  3)化学反应过程中的结构稳定性要好,使得锂离子电池具有长循环寿命;

  4)电导率要高,使得锂离子电池具有良好的充放电倍率性能;

  5)化学稳定性和热稳定性要好,不易分解和发热,使得锂离子电池具有良好的安全性;

  6)价格便宜,使得锂离子电池的成本足够低;

  7)制造工艺相对简单,便于大规模生产;

  8)对环境的污染低,易于回收利用。

  当前,锂离子电池的能量密度、充放电倍率、安全性等一些关键指标,主要受制于正极材料。

  2.负极材料

  相对而言,针对锂离子电池负极材料的研究,没有正极材料那么多,但是负极材料对锂离子电池性能的提高仍起着至关重要的作用,锂离子电池负极材料的选择应主要考虑以下几个条件:

  1)应为层状或隧道结构,以利于锂离子的脱嵌;

  2)在锂离子脱嵌时无结构上的变化,具有良好的充放电可逆性和循环寿命;

  3)锂离子在其中应尽可能多的嵌入和脱出,以使电极具有较高的可逆容量;

  4)氧化还原反应的电位要低,与正极材料配合,使电池具有较高的输出电压;

  5)首次不可逆放电比容量较小;

  6)与电解质溶剂相容性好;

  7)资源丰富、价格低廉;

  8)安全性好;

  9)环境友好。

  锂离子电池负极材料的种类繁多,根据化学组成可以分为金属类负极材料(包括合金)、无机非金属类负极材料及金属氧化物类负极材料。

  (1)金属类负极材料:这类材料多具有超高的嵌锂容量。最早研究的负极材料是金属锂。由于电池的安全问题和循环性能不佳,金属锂作为负极材料并未得到广泛应用。近年来,合金类负极材料得到了比较广泛的研究,如锡基合金,铝基合金、镁基合金、锑基合等,是一个新的方向。

  (2)无机非金属类负极材料:用作锂离子电池负极的无机非金属材料主要是碳材料、硅材料及其它非金属的复合材料。

  (3)过渡金属氧化物材料:这类材料一般具有结构稳定,循环寿命长等优点,如锂过渡氧化物(钛酸锂等)、锡基复合氧化物等。

就当前的市场而言,在大规模商业化应用方面,负极材料仍然以碳材料为主,石墨类和非石墨类碳材料都有应用。在汽车及电动工具领域,钛酸锂作为负极材料也有一定的应用,主要是具有非常优异的循环寿命、安全性和倍率性能,但是会降低电池的能量密度,因此不是市场主流。其他类型的负极材料,除了SONY在锡合金方面有产品推出,大多仍以科学研究和工程开发为主,市场化应用的比较少。

 定义

锂离子电池:是一种二次电池(充电电池),它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极,是现代高性能电池的代表。


扫一扫,关注我们
惠州东辉能源有限公司 ( Huizhou Donghui Energy Co.,Ltd. )
深圳市东辉新创科技有限公司 ( Shenzhen Donghui Xinchuang Technology Co.Ltd.)
惠州地址:惠州市江北24号
深圳地址:深圳市龙岗区平湖华南城铁东大厦13栋801号
电话:0755-84879803    传真:0755-84879803
邮箱:dh@dh-power.cn   susan@dh-power.cn         
官网:www.dh-power.cn
阿里巴巴网址:https://dhpower.1688.com