鋰電池材料可以說是現(xiàn)在應(yīng)用非常廣泛的一種電池材料,而它的主要構(gòu)成包括了正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液。這四種構(gòu)成材料具體是什么材料呢?電需要正極負(fù)極才可以構(gòu)成,正極負(fù)極接通才會有電流,正極材料與負(fù)極材料都由哪些材料構(gòu)成的呢?鋰離子電池是性能卓越的新一代綠色高能電池,已成為高新技術(shù)發(fā)展的重點之一。
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。
1.在正極材料當(dāng)中,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)。正極材料占有較大比例(正負(fù)極材料的質(zhì)量比為3:1~4:1),因為正極材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能,其成本也直接決定電池成本高低。
2.在負(fù)極材料當(dāng)中,目前負(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。負(fù)極材料作為鋰電池四大組成材料之一,在提高電池的容量以及循環(huán)性能方面起到了重要作用,處于鋰電池產(chǎn)業(yè)中游的核心環(huán)節(jié)。
3.市場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。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等,直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性,性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。
4.電解液一般由高純度的有機溶劑、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。電解液在鋰電池正、負(fù)極之間起到傳導(dǎo)離子的作用,是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點的保證。
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)極材料一般是有無定形碳材料、石墨化碳材料、硅基材料、氮化物、新型合金等。
另外如果按照鋰電池組成的化學(xué)物質(zhì)來查找那就更多了。如一般組成的電解液、CMC、鈷酸鋰、隔膜、PVDF、高溫膠紙、NMP、石墨類負(fù)極、SBR、草酸、銅箔、鋁箔等這些是鋰電池的組成材料。
鋰離子電池具有以下特點:高電壓、高容量、低消耗、無記憶效應(yīng)、無公害、體積小、內(nèi)阻小、自放電少、循環(huán)次數(shù)多。因其上述特點,鋰離子電池已應(yīng)用到移動電話、筆記本電腦、攝像機、數(shù)碼相機等眾多民用及軍事領(lǐng)域。
近年來,鋰電池相關(guān)政策陸續(xù)出臺推動著產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)如雨后春筍般成立。鋰電池主要由正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液等構(gòu)成,正極材料在鋰電池的總成本中占據(jù)40%以上的比例,并且正極材料的性能直接影響了鋰電池的各項性能指標(biāo),所以鋰電正極材料在鋰電池中占據(jù)核心地位。
隨著我國各種新電子產(chǎn)品的不斷出現(xiàn),對電池新材料的需求也在不斷地增加,科技在進(jìn)步,電子產(chǎn)品也在進(jìn)步,對電池材料的要求也在提高,我國電池新材料市場將不斷擴大。鋰電池作為電池未來發(fā)展方向,其正極材料市場發(fā)展前景看好。同時,3G手機推廣和新能源汽車的大規(guī)模商業(yè)化都將為鋰電池正極材料帶來新機遇。
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