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锂电池用什么材料做的?

钜大LARGE  |  点击量:13053次  |  2018年05月03日  

摘要
锂金属电池通过金属锂的腐蚀或叫氧化来产生电能的,用完就废了,不能充电,因此也称一次电池。锂离子电池则是利用锂离子的浓度差进行储能和放电,电池中不存在金属锂,因此也称锂二次电池。目前所应用于手机、相机、电动工具、电动汽车、储能、通信基站等可充锂电池,均为锂离子电池。一般市场上大多数常用可见的锂电池均为锂离子电池,大家也习惯简称为锂电池,本文所称锂电池也主要指锂离子电池。

锂电池分为两种:锂金属电池和锂离子电池。这是根据锂存在的形态来定义的,锂金属电池是用金属锂做电极,而锂离子电池则是以离子形态存在于电极。


锂金属电池通过金属锂的腐蚀或叫氧化来产生电能的,用完就废了,不能充电,因此也称一次电池。锂离子电池则是利用锂离子的浓度差进行储能和放电,电池中不存在金属锂,因此也称锂二次电池。目前所应用于手机、相机、电动工具、电动汽车、储能、通信基站等可充锂电池,均为锂离子电池。一般市场上大多数常用可见的锂电池均为锂离子电池,大家也习惯简称为锂电池,本文所称锂电池也主要指锂离子电池。


一、锂电池分类


1、市场上习惯用的两种分类方式:按极片材料分类和按产品外观分类。


A、按极片材料分类


正极材料:磷酸铁锂电池(LFP)、钴酸锂电池(LCO)、锰酸锂电池(LMO)、(二元电池:镍锰酸锂/镍钴酸锂)、(三元:镍钴锰酸锂电池(NCM)、镍钴铝酸锂电池(NCA))


负极材料:钛酸锂电池(LTO)、石墨烯电池、纳米碳纤维电池


关于市场上的石墨烯概念,主要是指石墨烯基电池,即在极片中加入石墨烯浆料,或在隔膜上加入石墨烯涂层。镍酸锂、镁基电池市场上基本不存在。


B、按产品外观分类


分为:圆柱、软包、方形。


圆柱和方形外包装多为钢壳或者铝壳。软包外包装为铝塑膜,其实软包也是一种方形,市场上习惯将铝塑膜包装的称为软包,也有人将软包电池称为聚合物电池。


对于圆柱形锂离子电池,其型号一般为5位数字。前两位数字为电池的直径,中间两位数字为电池的高度。单位为毫米。例如18650锂电池,它的直径为18毫米,高度为65毫米。


C、按电解质材料的不同


锂离子电池分为液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLB)。


液态锂离子电池使用液体电解质(目前动力用电池多为此种)。聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替,这种聚合物可以是“干态”的,也可以是“胶态”的,目前大部分采用聚合物凝胶电解质。关于固态电池,严格意义上的是指电极和电解质均为固态的。


D、按电池实用性能分类


功率型电池和能量型电池。能量型电池以高能量密度为特点,主要用于高能量输出;功率型电池以高功率密度为特点,主要用于瞬间高功率输出、输出的电池。而功率能量型锂电池是伴随着插电式混合动力车的出现而出现的。它要求电池储存的能量较高,可以支持一段距离的纯电行驶,也要具备较好的功率特性,在低电量的时候进入混合动力模式。


简单理解,能量型类似于马拉松选手,要有耐力,就是要求高容量,对大电流放电性能要求不高;那么功率型就是短跑选手,拼的是暴发力,但耐力也要有,不然容量太小就跑不远。


二、锂电池材料构成


四大主材:正极材料、负极材料、隔膜、电解液


辅材:NMP、铜箔、铝箔、铝壳盖板、导电剂、粘结剂、其他(EMD)等。


锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由Gil


e


tN.Lewis提出并研究。20世纪70年代时,M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。所以,锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展,现在锂电池已经成为了主流。


锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生,其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制,现在只有少数几个国家的在生产这种锂金属电池。


碳负极材料


已经实际用于锂离子电池的负极材料基本上都是碳素材料,如人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等。


锡基负极材料


锡基负极材料可分为锡的氧化物和锡基复合氧化物两种。氧化物是指各种价态金属锡的氧化物。没有商业化产品。


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