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锂电池负极材料有哪些,什么决定锂电池负极材料性能?
锂电池负极材料有哪些,什么决定锂电池负极材料性能?
  • 发布时间:2020-04-09 14:17

锂电池负极材料有哪些,什么决定锂电池负极材料性能?

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  锂电池负极材料有哪些,什么决定锂电池负极材料性能?虽然在锂电池的整体材料构成中,负极材料所占的比重相比较于正极材料要更小一些,但是负极材料的重要性却一点也不比锂电池正极材料小。
 
  锂电池负极材料具有哪些特性?
  锂电池的负极是由负极活性物质碳材料或非碳材料、粘合剂和添加剂混合制成糊状胶合剂均匀涂抹在铜箔两侧,经干燥、滚压而成。锂电池能否成功地制成,关键在于能否制备出可逆地脱/嵌锂离子的负极材料。
 
 
  负极材料有哪些种类?
  ▼碳负极材料
  在实际的应用中,锂电池的碳负极材料基本上是这几种碳素材料:人工石墨、天然石墨、石油焦以及碳纤维等。
 
  ▼锡基负极材料
 
  锡基负极材料一般情况下可以分为两种,一种是锡的氧化物,而另一种就是锡基复合氧化物了。锡的氧化物一般是指各种价态的金属锡的氧化物。
 
  ▼含锂过渡金属氮化物负极材料
  这一种负极材料还处在研究阶段,目前还没有以其作为负极材料的商业化锂电池产品出现。
 
  ▼合金类负极材料
  锂电池合金类的负极材料,种类还是有很多的,其中包括有锡基合金、硅基合金、铝基合金等众多类型的合金,不过合金类的负极材料也还没有形成大批量的规模生产,还在进一步研发中。
 
  ▼纳米级负极材料
  纳米级的负极材料,能将更微小的其它材料添加到以前传统的负极材料中,以此能极大的提高锂电池的充放电量和充放电次数。
 
  选择负极材料的选用原则
  高能量比:相对于锂电极的电极电位要更低;可逆性好:充放电反应的可逆性好;兼容性好:与电解液和粘结剂的兼容性好;
 
      比表面积小:最好是小于10m2/g,真密度高:要大于2.0g/cm3;稳定性好:镶嵌锂的过程中尺寸和机械稳定性能好。
 
  在地球上的资源分布要丰富,这样才能更降低企业制作锂电池的成本。如果裸露于空气中,也能确保材料稳定、无毒副作用,不会对锂电池的使用者造成威胁。
 
  决定锂电池负极材料性能的因素
  ★电位要求
  要保证锂电池两极的输出高电位,负极材料在充放电的过程中,锂离子的插入和氧化还原电位要尽可能低,一定要接近于锂金属材料的常规电位值。
 
  ★储锂空间
  要想得到高容量密度的锂电池,负极材料上的锂离子要能够尽可能多的插入和快速脱插,有更多的储存锂离子的空间。
 
  ★脱插过程
  负极材料中的锂离子脱插过程需要是可逆的,在锂离子整个脱插过程中,应该可逆并且负极材料的主体结构不能有大的体积变化,这样才能保证锂电池的使用寿命即循环充放电次数。
 
  锂电池的负极材料的种类是多种多样的,但最终能够被选用成为批量生产的锂电池的组成材料的却还是少之又少。因为对于批量生产的锂电池的负极材料所考虑的不仅是材料的性能,还需要考虑实际使用的安全性与环保性以及材料成本等多种因素。
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