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锂离子电池正负极材料

2022-06-01 11:25:55 

我们大家常常会见到磷酸铁锂,三元等行业的锂离子电池专用名词,这类基本都是按照锂离子电池正极材料来区别锂离子电池的类型。相对来说而言,锂离子电池的正、负极材料对电池性能的作用非常大,是大家相对比较关心的方面。这样的话,现阶段市场上都有哪些常见的锂离子正负极材料呢?今天跟着我们大家行业的锂电池生产厂家耀世来一起看看吧。

锂离子电池


一、锂离子电池的正极材料


1.第一种:钴酸锂


钴酸锂的商业价值应用领域走的最开始,第一代商业价值应用领域的锂离子电池就是SONY在1990年推向市场的钴酸锂离子电池,紧接着在3c数码产品中获得大范围应用领域。伴随着手机、笔记本、笔记本电脑的大范围全面普及,钴酸锂一度是锂离子电池正极材料中销售量占比最大的材料。由于地球上钴元素的储量非常低,也致使钴酸锂的成本较高,很难在动力电池领域大范围全面普及,故此钴酸锂正极材料将被别的材料逐渐取代。


2.第二种:锰酸锂


锰酸锂的商业价值应用领域,关键在动力电池领域,是锂离子电池一个非常至关重要的分支。锰酸锂的突出优点是成本低,低温性能指标好,缺陷是比容量低,极限在148mAh/g,且高温性能指标差,循环寿命低。故此锰酸锂的发展有明显的瓶颈,近年来的研究方向主要是改性锰酸锂,通过添加别的元素,改变其缺陷。


3.第三种:磷酸铁锂


磷酸铁锂材料在我国热过一段时间,伴随着全球各国对锂离子电池能量密度的要求变得越来越高,而磷酸铁锂的比容量理论极限是170mAh/g,而实际上只能达到120mAh/g左右,已经无法满足现阶段和未来的市场需求。磷酸铁锂的倍数性能指标一般,低温特性差等缺陷,也局限了磷酸铁锂的应用领域。


4.第四种:镍钴锰


镍钴锰三元材料逐渐成为市场的主流,镍钴锰三元材料综合了钴酸锂(LiCoO2)和锰酸锂(LiMn2O4)的一些优点,与此同时因为添加了镍元素,可以提升能量密度和倍数性能指标。


5.第五种:镍钴铝


镍钴铝三元材料,严格意义上来说,实际上算是一种改性的镍酸锂(LiNiO2)材料,在这当中添加了一定比例的钴和铝元素(占非常少)。商业价值应用领域方面主要是日本的松下集团在做,别的锂离子电池公司几乎都没有研究这个材料。


二、锂离子电池负极材料


锂离子电池负极材料可以划分为三大种类


1.无机非金属类负极材料:


作为锂离子电池负极的无机非金属原材料主要是碳材料、硅材料以及其它非金属的复合材料。


2.过渡金属氧化物原材料:


这类原材料通常具备有着比较稳定,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。


3.金属类负极材料:


这类原材料多具备超高的嵌锂容量。最早研究分析的负极材料是金属锂。鉴于电池的安全隐患和循环性能不佳,金属锂做为负极材料并没有获得广泛应用。近几年来,合金类负极材料获得了相对比较普遍的研究分析,如锡基合金,铝基合金、镁基合金、锑基合等,是一个新的方向。


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