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锂电池主要材料,新型锂电池材料有哪些

钜大LARGE  |  点击量:16065次  |  2019年09月12日  

锂电池主要材料,新型锂电池材料有哪些?锂电池材料主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液四大材料组成,此外还包括包装等其他部分。目前,锂电池原材料供应充足,部分产品产能充足,竞争激烈,其市场价格不断下跌。总体来看,锂电池行业依旧火热。


锂电池的主要材料


锂电池材料构成主要有:正极材料、负极材料、隔膜、电解液。


1.在锂电正极材料当中,最常用的材料有钴酸锂,锰酸锂,磷酸铁锂和三元材料(镍钴锰的聚合物)。


2.在负极材料当中,目前锂电池负极材料主要以天然石墨和人造石墨为主。正在探索的负极材料有氮化物、PAS、锡基氧化物、锡合金、纳米负极材料,以及其他的一些金属间化合物等。


3.市场化的隔膜材料主要是以聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)为主的聚烯烃(Polyolefin)类隔膜。锂电池的结构中,隔膜是关键的内层组件之一。


4.电解液由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料,在一定条件下、按一定比例配制而成的。


新型锂电池材料有哪些?


三元材料、富锂锰基材料、高电压电解液材料、硅碳负极材料、石墨烯、CNTs以及一些安全辅料的应用将是最近几年的的一个热点。材料没有绝对的好与坏之分,主要看不同材料体系之间是不是匹配,是否有相关配套的工艺来支撑。


1.高镍三元材料


一般来说,高镍的三元正极材料是指材料中镍的摩尔分数大于0.6的材料,这样的三元材料具有高比容量和低成本的特点,但也存在容量保持率低,热稳定性能差等缺陷。


目前,高镍三元材料的安全性主要通过材料改性优化、表面包覆、调整电解液和负极材料等方式来逐步解决。相信,这问题随着时间推移,研究深入,终将解决,因此,小编看好高镍三元材料的未来前景。


2.硅碳复合负极材料


硅碳复合材料作为未来锂电池负极材料的一种,其理论克容量约为4200mAh/g以上,比石墨类负极的372mAh/g高出了10倍有余,其产业化后,将大大提升电池的容量。


3.石墨烯


石墨烯的克容量较高,可逆容量约700mAh/g,高于石墨类负极的容量。另外,石墨烯良好的导热性能确保其在电池体系中的稳定性,且石墨烯片层间距大于石墨,使锂离子在石墨烯片层间扩散通畅,有利于提高锂电池功率性能。


4.碳纳米管


碳纳米管是一种石墨化结构的碳材料,自身具有优良的导电性能,同时由于其脱嵌锂时深度小、行程短,作为负极材料在大倍率充放电时极化作用较小,可提高锂电池的大倍率充放电性能。


5.涂覆隔膜


隔膜对锂电池的安全性至关重要,这要求隔膜具有良好的电化学和热稳定性,以及反复充放电过程中对电解液保持高度浸润性。涂覆隔膜是指在基膜上涂布PVDF等胶黏剂或陶瓷氧化铝。


以上就是锂电池的主要材料和新型材料的介绍。锂电池的一般是由正极材料和负极材料组成的。正极材料包含有镍酸锂、锰酸锂、三元、酸锂、磷酸亚铁锂等,而负极材料一般是有无定形碳材料、石墨化碳材料、硅基材料、氮化物、新型合金等。


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