锂电池正负极材料成分介绍

一.锂离子电池正极材料重要成分介绍

正极材料的安全性，能量密度和功率密度是当前不同车型对锂离子电池类型做出取舍的基本依据。常见的正极材料有：钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等。

1、钴酸锂：首个成功商业化的锂离子电池正极材料。由于有钴资源相对贫乏、价格较高、对环境有毒性等缺点，再加上该材料安全性能较差、容量相对较低，大大限制了其广泛的应用和长远的发展。目前钴酸锂材料电池重要用于数码电池中。

2、锰酸锂：重要为尖晶石型锰酸锂。相较钴酸锂，具有资源丰富、价格便宜、对环境污染小且安全性能优良等特点。但尖晶石的结构很难保持完整性，循环性较差，高温循环中锰在电解液中的溶解和Jahn-Teller效应也导致材料的容量衰减严重。

3、磷酸铁锂：原料丰富、价格相比其他材料来比较低廉、对环境友好，加上较好的循环性能和高安全性使得其率先在电动汽车上得到了应用。但是磷酸铁锂材料的导电性较差，振实密度较低，导致体积能量密度较低，限制了其进一步的应用。

4、三元材料：受钴酸锂的金属元素掺杂改性的启发，多元金属复合氧化物-三元材料LiNi1-x-yCoxNyO2得到快速发展。三元材料结合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂(铝酸锂)的优点，形成了三元共溶体，可以充分发挥三个组元的用途。

二.锂离子电池负极材料重要成分介绍

1.碳材料

碳材料负极是一个总称，一般可分为5大类：石墨、硬炭、软炭、碳纳米管和石墨烯。石墨又可分为人造石墨、天然石墨、中间相炭微球。

2、天然石墨负极

天然石墨负极由天然石墨加工而成，国内石墨资源储量和产量丰富，开采成本较低。天然石墨具有比较完整的石墨片层结构和很高的石墨化度，适合锂离子在其中脱嵌和穿梭，并且。缺点为天然石墨未经改性循环性能较差。

3.人造石墨负极

人造石墨负极为炭材料加工而来,它是将易石墨化的软炭材料经2500℃以上高温石墨化处理制成,此时碳材料内部二次粒子以随机方式进行排列,存在大量孔隙结构,这有利于电解液的渗透和锂离子咋负极中的脱嵌穿梭,因此人造石墨负极材料能提高和新增锂离子电池的快速充放电速度和次数。

4.软碳

软碳，在高温条件(>2500℃)下处理可以石墨化结构的无定形碳。软碳材料的突出优点是可逆比容量高，一般大于300mAh/g，与有机溶剂相容性较好，因此锂离子电池的循环稳定性好，较适合大电流密度的锂离子电池充放电。

5、碳纳米管

碳纳米管是一种具有较完整石墨化结构的特殊碳材料，其自身具有优良的导电性能和高的导热系数。因其结构特殊，导致负极在脱嵌锂时深度小、行程短、速度快，并且在大倍率大电流充放电时极化用途较小，可对提高锂离子电池电池的大倍率快速充放电性能很有帮助。