鋰電池正負(fù)極材料是什么?鋰電池正負(fù)極的原理

來源：存能電氣  日期：2019-09-29 11:04  瀏覽量：次

　　鋰電池正負(fù)極材料是什么？鋰電池正負(fù)極的原理。相對來講，鋰電池的正、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。那么，當(dāng)前市場上都有哪些常見的正負(fù)極材料呢？鋰電池正負(fù)極材料的原理是什么呢？本文存能電氣鋰電池廠家就跟大家講解一下鋰電池正負(fù)極的知識(shí)。

　　鋰電池正負(fù)極材料是什么？

　　鋰電池的主要構(gòu)成材料包括電解液、隔離材料、正負(fù)極材料等。正極材料是決定鋰電池性能的關(guān)鍵材料之一,也是目前商業(yè)化鋰離子電池中主要的鋰離子來源,其性能和價(jià)袼對鋰離子電池的影響較大。

　　鋰離子電池負(fù)極材料為碳素材料，鋰離子電池正極材料是含鋰的化合物，沒有金屬鋰存在，只有鋰離子，這就是鋰離子電池。鋰離子電池是指以鋰離子嵌入化合物為正極材料電池的總稱。鋰離子電池的充放電過程，就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程。

　　鋰電池正極（陰極）二氧化錳是主要成分，用來產(chǎn)生充放電的化學(xué)反應(yīng)、添加成分是為了提高鋰電池的性能。鋰電池負(fù)極（陽極）金屬鋰或其合金金屬為負(fù)極材料，這些東西涂在銅箔上、負(fù)極上發(fā)生的。在鋰電池正極材料當(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)。

　　鋰電池負(fù)極材料的種類繁多，根據(jù)化學(xué)組成可以分為金屬類負(fù)極材料、無機(jī)非金屬類負(fù)極材料及金屬氧化物類負(fù)極材料。

　?。?）金屬類負(fù)極材料：這類材料多具有超高的嵌鋰容量。最早研究的負(fù)極材料是金屬鋰。由于電池的安全問題和循環(huán)性能不佳，金屬鋰作為負(fù)極材料并未得到廣泛應(yīng)用。近年來，合金類負(fù)極材料得到了比較廣泛的研究，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。

　　（2）無機(jī)非金屬類負(fù)極材料：用作鋰電池負(fù)極無機(jī)非金屬材料主要是碳材料、硅材料及其它非金屬復(fù)合材料。

　?。?）過渡金屬氧化物材料：這類材料一般具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn)，如鋰過渡氧化物（鈦酸鋰等）、錫基復(fù)合氧化物等。

　　就當(dāng)前的市場而言，在大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用方面，負(fù)極材料仍然以碳材料為主，石墨類和非石墨類碳材料都有應(yīng)用。在汽車及電動(dòng)工具領(lǐng)域，鈦酸鋰作為負(fù)極材料也有一定的應(yīng)用，主要是具有非常優(yōu)異的循環(huán)壽命、安全性和倍率性能，但是會(huì)降低鋰電池的能量密度，因此不是市場主流。

　　鋰電池正負(fù)極材料的原理

　　1、正極構(gòu)造

　　LiCoO2+導(dǎo)電劑+粘合劑(PVDF)+集流體(鋁箔)

　　2、負(fù)極構(gòu)造

　　石墨+導(dǎo)電劑+增稠劑(CMC)+粘結(jié)劑(SBR)+集流體(銅箔)

　　常見的正極材料主要成分為LiCoO2，充電時(shí)，加在電池兩極的電勢迫使正極的化合物釋出鋰離子，嵌入負(fù)極分子排列呈片層結(jié)構(gòu)的碳中．放電時(shí)，鋰離子則從片層結(jié)構(gòu)的碳中析出，重新和正極的化合物結(jié)合。

　　總結(jié)：鋰電池的正極材料通常有鋰的活性化合物組成，負(fù)極材料則是特殊分子結(jié)構(gòu)的碳。因此研究高能鋰電池的關(guān)鍵技術(shù)是采用在充放電過程中能可逆地嵌脫鋰離子的正、負(fù)極材料。