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鋰離子電池正負(fù)極材料

2022-06-01 11:25:55 

我們大家常常會(huì)見(jiàn)到磷酸鐵鋰,三元等行業(yè)的鋰離子電池專用名詞,這類基本都是按照鋰離子電池正極材料來(lái)區(qū)別鋰離子電池的類型。相對(duì)來(lái)說(shuō)而言,鋰離子電池的正、負(fù)極材料對(duì)電池性能的作用非常大,是大家相對(duì)比較關(guān)心的方面。這樣的話,現(xiàn)階段市場(chǎng)上都有哪些常見(jiàn)的鋰離子正負(fù)極材料呢?今天跟著我們大家行業(yè)的鋰電池生產(chǎn)廠家量能來(lái)一起看看吧。

鋰離子電池


一、鋰離子電池的正極材料


1.第一種:鈷酸鋰


鈷酸鋰的商業(yè)價(jià)值應(yīng)用領(lǐng)域走的最開(kāi)始,第一代商業(yè)價(jià)值應(yīng)用領(lǐng)域的鋰離子電池就是SONY在1990年推向市場(chǎng)的鈷酸鋰離子電池,緊接著在3c數(shù)碼產(chǎn)品中獲得大范圍應(yīng)用領(lǐng)域。伴隨著手機(jī)、筆記本、筆記本電腦的大范圍全面普及,鈷酸鋰一度是鋰離子電池正極材料中銷售量占比最大的材料。由于地球上鈷元素的儲(chǔ)量非常低,也致使鈷酸鋰的成本較高,很難在動(dòng)力電池領(lǐng)域大范圍全面普及,故此鈷酸鋰正極材料將被別的材料逐漸取代。


2.第二種:錳酸鋰


錳酸鋰的商業(yè)價(jià)值應(yīng)用領(lǐng)域,關(guān)鍵在動(dòng)力電池領(lǐng)域,是鋰離子電池一個(gè)非常至關(guān)重要的分支。錳酸鋰的突出優(yōu)點(diǎn)是成本低,低溫性能指標(biāo)好,缺陷是比容量低,極限在148mAh/g,且高溫性能指標(biāo)差,循環(huán)壽命低。故此錳酸鋰的發(fā)展有明顯的瓶頸,近年來(lái)的研究方向主要是改性錳酸鋰,通過(guò)添加別的元素,改變其缺陷。


3.第三種:磷酸鐵鋰


磷酸鐵鋰材料在我國(guó)熱過(guò)一段時(shí)間,伴隨著全球各國(guó)對(duì)鋰離子電池能量密度的要求變得越來(lái)越高,而磷酸鐵鋰的比容量理論極限是170mAh/g,而實(shí)際上只能達(dá)到120mAh/g左右,已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)階段和未來(lái)的市場(chǎng)需求。磷酸鐵鋰的倍數(shù)性能指標(biāo)一般,低溫特性差等缺陷,也局限了磷酸鐵鋰的應(yīng)用領(lǐng)域。


4.第四種:鎳鈷錳


鎳鈷錳三元材料逐漸成為市場(chǎng)的主流,鎳鈷錳三元材料綜合了鈷酸鋰(LiCoO2)和錳酸鋰(LiMn2O4)的一些優(yōu)點(diǎn),與此同時(shí)因?yàn)樘砑恿随囋?,可以提升能量密度和倍?shù)性能指標(biāo)。


5.第五種:鎳鈷鋁


鎳鈷鋁三元材料,嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō),實(shí)際上算是一種改性的鎳酸鋰(LiNiO2)材料,在這當(dāng)中添加了一定比例的鈷和鋁元素(占非常少)。商業(yè)價(jià)值應(yīng)用領(lǐng)域方面主要是日本的松下集團(tuán)在做,別的鋰離子電池公司幾乎都沒(méi)有研究這個(gè)材料。


二、鋰離子電池負(fù)極材料


鋰離子電池負(fù)極材料可以劃分為三大種類


1.無(wú)機(jī)非金屬類負(fù)極材料:


作為鋰離子電池負(fù)極的無(wú)機(jī)非金屬原材料主要是碳材料、硅材料以及其它非金屬的復(fù)合材料。


2.過(guò)渡金屬氧化物原材料:


這類原材料通常具備有著比較穩(wěn)定,循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),如鋰過(guò)渡氧化物(鈦酸鋰等)、錫基復(fù)合氧化物等。


3.金屬類負(fù)極材料:


這類原材料多具備超高的嵌鋰容量。最早研究分析的負(fù)極材料是金屬鋰。鑒于電池的安全隱患和循環(huán)性能不佳,金屬鋰做為負(fù)極材料并沒(méi)有獲得廣泛應(yīng)用。近幾年來(lái),合金類負(fù)極材料獲得了相對(duì)比較普遍的研究分析,如錫基合金,鋁基合金、鎂基合金、銻基合等,是一個(gè)新的方向。


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