鋰電池正負(fù)極材料成分,有什么危害

來源：存能電氣  日期：2019-05-06 09:53  瀏覽量：次

　　鋰電池正負(fù)極材料成分，有什么危害？鋰電池一般是由正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解質(zhì)、電芯制造與電池封裝。正極材料一直是鋰離子電池核心，它的選擇直接決定了電池性能的高低。負(fù)極材料，是電池在充電過程中，鋰離子和電子的載體，起著能量的儲存與釋放的作用。在鋰電池成本中，負(fù)極材料約占了5%-15%,是鋰離子電池的重要原材料之一。

　　鋰電池正極材料主要成分

　　正極材料的安全性，能量密度和功率密度是當(dāng)前不同車型對鋰電池類型做出取舍的基本依據(jù)。常見的正極材料有：鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等。

　　1、鈷酸鋰：首個成功商業(yè)化的鋰離子電池正極材料。由于有鈷資源相對貧乏、價(jià)格較高、對環(huán)境有毒性等缺點(diǎn)，再加上該材料安全性能較差、容量相對較低，大大限制了其廣泛的應(yīng)用和長遠(yuǎn)的發(fā)展。目前鈷酸鋰材料電池主要用于數(shù)碼電池中。

　　2、錳酸鋰：主要為尖晶石型錳酸鋰。相較鈷酸鋰，具有資源豐富、價(jià)格便宜、對環(huán)境污染小且安全性能優(yōu)良等特點(diǎn)。但尖晶石的結(jié)構(gòu)很難保持完整性，循環(huán)性較差，高溫循環(huán)中錳在電解液中的溶解和Jahn-Teller效應(yīng)也導(dǎo)致材料的容量衰減嚴(yán)重。

　　3、磷酸鐵鋰：原料豐富、價(jià)格相比其他材料來比較低廉、對環(huán)境友好，加上較好的循環(huán)性能和高安全性使得其率先在電動汽車上得到了應(yīng)用。但是磷酸鐵鋰材料的導(dǎo)電性較差，振實(shí)密度較低，導(dǎo)致體積能量密度較低，限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用。

　　4、三元材料：受鈷酸鋰的金屬元素?fù)诫s改性的啟發(fā)，多元金屬復(fù)合氧化物-三元材料LiNi1-x-yCoxNyO2得到快速發(fā)展。三元材料結(jié)合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰(鋁酸鋰)的優(yōu)點(diǎn)，形成了三元共溶體，可以充分發(fā)揮三個組元的作用。

　　鋰電池負(fù)極材料主要成分介紹

　　1.碳材料

　　碳材料負(fù)極是一個總稱，一般可分為5大類：石墨、硬炭、軟炭、碳納米管和石墨烯。石墨又可分為人造石墨、天然石墨、中間相炭微球。

　　2、天然石墨負(fù)極

　　天然石墨負(fù)極由天然石墨加工而成，國內(nèi)石墨資源儲量和產(chǎn)量豐富，開采成本較低。天然石墨具有比較完整的石墨片層結(jié)構(gòu)和很高的石墨化度，適合鋰離子在其中脫嵌和穿梭，并且。缺點(diǎn)為天然石墨未經(jīng)改性循環(huán)性能較差。

　　3.人造石墨負(fù)極

　　人造石墨負(fù)極為炭材料加工而來,它是將易石墨化的軟炭材料經(jīng)2500℃以上高溫石墨化處理制成,此時(shí)碳材料內(nèi)部二次粒子以隨機(jī)方式進(jìn)行排列,存在大量孔隙結(jié)構(gòu),這有利于電解液的滲透和鋰離子咋負(fù)極中的脫嵌穿梭,因此人造石墨負(fù)極材料能提高和增加鋰電池的快速充放電速度和次數(shù)。

　　4.軟碳

　　軟碳，在高溫條件(>2500℃)下處理可以石墨化結(jié)構(gòu)的無定形碳。軟碳材料的突出優(yōu)點(diǎn)是可逆比容量高，一般大于300mAh/g，與有機(jī)溶劑相容性較好，因此鋰電池的循環(huán)穩(wěn)定性好，較適合大電流密度的鋰電池充放電。

　　5、碳納米管

　　碳納米管是一種具有較完整石墨化結(jié)構(gòu)的特殊碳材料，其自身具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能和高的導(dǎo)熱系數(shù)。因其結(jié)構(gòu)特殊，導(dǎo)致負(fù)極在脫嵌鋰時(shí)深度小、行程短、速度快，并且在大倍率大電流充放電時(shí)極化作用較小，可對提高鋰電池電池的大倍率快速充放電性能很有幫助。

　　鋰電池有什么危害？

　　鋰電池相比如鉛酸、鎳鉻、鎳氫等傳統(tǒng)電池，不產(chǎn)生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質(zhì)，相對污染較小。且其電解液為有機(jī)溶劑和鋰鹽，大多為無毒或低毒；但鋰電池分解或水解產(chǎn)物為氫氟酸和其它含氟化合物，具有一定腐蝕性和毒性。

　　鋰電池在正常使用過程中對人體和環(huán)境都是沒有危害的，但是報(bào)廢的鋰電池如果處理不當(dāng)?shù)脑?，會對環(huán)境造成危害，然后通過環(huán)境作用到周邊的生物及人體。這主要是因?yàn)殇囯x子電池中含有的六氟磷酸鋰、聚丙二乙烯(醇)等化學(xué)物質(zhì)會對環(huán)境造成有機(jī)污染。另外其含有的鈷等重金屬元素，也會對環(huán)境會造成危害。

　　以上就是鋰電池正負(fù)極材料介紹，相對來講,鋰離子電池的正、負(fù)極材料對電池性能的影響比較大,是大家比較關(guān)心的方面。