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鋰電池主要材料,新型鋰電池材料有哪些

來(lái)源:存能電氣  日期:2019-08-29 09:26  瀏覽量:

  鋰電池主要材料,新型鋰電池材料有哪些?鋰電池材料主要由正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液四大材料組成,此外還包括包裝等其他部分。目前,鋰電池原材料供應(yīng)充足,部分產(chǎn)品產(chǎn)能充足,競(jìng)爭(zhēng)激烈,其市場(chǎng)價(jià)格不斷下跌。總體來(lái)看,鋰電池行業(yè)依舊火熱。

  鋰電池的主要材料

  鋰電池材料構(gòu)成主要有:正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液。

新型鋰電池材料.jpg

  1.在鋰電正極材料當(dāng)中,最常用的材料有鈷酸鋰,錳酸鋰,磷酸鐵鋰和三元材料(鎳鈷錳的聚合物)。

  2.在負(fù)極材料當(dāng)中,目前鋰電池負(fù)極材料主要以天然石墨和人造石墨為主。正在探索的負(fù)極材料有氮化物、PAS、錫基氧化物、錫合金、納米負(fù)極材料,以及其他的一些金屬間化合物等。

  3.市場(chǎng)化的隔膜材料主要是以聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)為主的聚烯烴(Polyolefin)類(lèi)隔膜。鋰電池的結(jié)構(gòu)中,隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。

  4.電解液由高純度的有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽、必要的添加劑等原料,在一定條件下、按一定比例配制而成的。

  新型鋰電池材料有哪些?

  三元材料、富鋰錳基材料、高電壓電解液材料、硅碳負(fù)極材料、石墨烯、CNTs以及一些安全輔料的應(yīng)用將是最近幾年的的一個(gè)熱點(diǎn)。材料沒(méi)有絕對(duì)的好與壞之分,主要看不同材料體系之間是不是匹配,是否有相關(guān)配套的工藝來(lái)支撐。

  1.高鎳三元材料

  一般來(lái)說(shuō),高鎳的三元正極材料是指材料中鎳的摩爾分?jǐn)?shù)大于0.6的材料,這樣的三元材料具有高比容量和低成本的特點(diǎn),但也存在容量保持率低,熱穩(wěn)定性能差等缺陷。

  目前,高鎳三元材料的安全性主要通過(guò)材料改性優(yōu)化、表面包覆、調(diào)整電解液和負(fù)極材料等方式來(lái)逐步解決。相信,這問(wèn)題隨著時(shí)間推移,研究深入,終將解決,因此,小編看好高鎳三元材料的未來(lái)前景。

  2.硅碳復(fù)合負(fù)極材料

  硅碳復(fù)合材料作為未來(lái)鋰電池負(fù)極材料的一種,其理論克容量約為4200mAh/g以上,比石墨類(lèi)負(fù)極的372mAh/g高出了10倍有余,其產(chǎn)業(yè)化后,將大大提升電池的容量。

  3.石墨烯

  石墨烯的克容量較高,可逆容量約700mAh/g,高于石墨類(lèi)負(fù)極的容量。另外,石墨烯良好的導(dǎo)熱性能確保其在電池體系中的穩(wěn)定性,且石墨烯片層間距大于石墨,使鋰離子在石墨烯片層間擴(kuò)散通暢,有利于提高鋰電池功率性能。

  4.碳納米管

  碳納米管是一種石墨化結(jié)構(gòu)的碳材料,自身具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能,同時(shí)由于其脫嵌鋰時(shí)深度小、行程短,作為負(fù)極材料在大倍率充放電時(shí)極化作用較小,可提高鋰電池的大倍率充放電性能。

  5.涂覆隔膜

  隔膜對(duì)鋰電池的安全性至關(guān)重要,這要求隔膜具有良好的電化學(xué)和熱穩(wěn)定性,以及反復(fù)充放電過(guò)程中對(duì)電解液保持高度浸潤(rùn)性。涂覆隔膜是指在基膜上涂布PVDF等膠黏劑或陶瓷氧化鋁。

  以上就是鋰電池的主要材料和新型材料的介紹。鋰電池的一般是由正極材料和負(fù)極材料組成的。正極材料包含有鎳酸鋰、錳酸鋰、三元、酸鋰、磷酸亞鐵鋰等,而負(fù)極材料一般是有無(wú)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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