隨著社會的快速發(fā)展，我們的鋰離子電池也在快速發(fā)展，那么你了解鋰離子電池的負極材料的詳細資料解析嗎?
鋰離子電池的負極是通過將負極活性物質(zhì)碳材料或非碳材料，粘合劑和添加劑混合制成糊狀膠而制成的，糊狀膠均勻地涂在銅箔的兩面上，干燥并壓延。負電極材料是鋰離子電池的主體，用于存儲鋰，從而允許鋰離子在充電和放電過程中插入和取出。當(dāng)對鋰離子電池充電時，正極中的鋰原子被離子化為鋰離子和電子，并且鋰離子移動至負極以與電子合成鋰原子。在放電期間，鋰原子從石墨晶體中的負極表面離子化為鋰離子和電子，并且鋰原子在正極處合成。
負極材料在電池充電過程中是鋰離子和電子的載體，并起著能量儲存和釋放的用途。在電池成本中，負極材料約占5%-15%，這是鋰離子電池的重要原材料之一。
負極材料重要影響鋰離子電池的第一效率和循環(huán)性能。負極材料的性能也直接影響鋰離子電池的性能。負極材料約占鋰離子電池總成本的5%至15%。陽極材料的類型包括碳基陽極和非碳陽極。從技術(shù)角度來看，未來鋰離子電池的負極材料將表現(xiàn)出多種特性。隨著技術(shù)的進步，目前的鋰離子電池負極材料已經(jīng)從單一的人造石墨發(fā)展為天然石墨，中間相碳微球，人造石墨，軟碳/硬碳，無定形碳，鈦酸鋰，硅。各種陽極材料，例如碳合金。
鋰離子電池負極材料的全球銷量約為10萬噸，重要銷往我國和日本。根據(jù)當(dāng)前新能源汽車的上升趨勢，對陽極材料的需求將繼續(xù)上升。目前，世界鋰離子電池負極材料仍以天然/人造石墨為主，新型負極材料如中碳微球(MCMB)，鈦酸鋰，硅基負極，HC/SC和鋰金屬也在迅速上升。
當(dāng)前重要使用的負極材料是天然石墨和人造石墨，其中天然石墨重要用于3C領(lǐng)域，而人造石墨重要用于電力領(lǐng)域。傳統(tǒng)石墨材料的能量密度上限為372mAh/g，與當(dāng)前陰極材料的能量密度相比具有相當(dāng)大的余量。盡管價格高昂或技術(shù)不成熟，但受制于未來能量密度和高速率放電的要求，盡管中間相碳微球(MCMB)，鈦酸鋰和硅基負載材料等高端陽極材料仍然受到人們的歡迎。逐漸進入對性能有更高要求的市場。全面，高級的電池負極材料應(yīng)用。
石墨具有電導(dǎo)率高，鋰離子擴散系數(shù)大，鋰插入前后體積變化小，鋰插入容量高，鋰插入電位低的優(yōu)點，已成為當(dāng)前主流的商業(yè)鋰離子負極材料。然而，由于石墨自身結(jié)構(gòu)特點的制約，石墨負極材料的發(fā)展也遇到了瓶頸。假如容量已達到極限，則無法滿足大型動力鋰離子電池所需的持續(xù)大電流放電能力。因此，工業(yè)開始集中于石墨材料。
石墨具有許多優(yōu)良的性能，因此廣泛用于冶金，機械，電氣，化工，紡織，特種和其他工業(yè)部門，例如石墨模具，石墨電極，石墨耐火材料，石墨潤滑材料，石墨密封材料等。我國是世界上石墨儲量最豐富的國家，也是最大的生產(chǎn)國和出口國。它在世界石墨行業(yè)中占有重要地位。根據(jù)國土資源部的統(tǒng)計，我國擁有結(jié)晶石墨儲量3085萬噸，基礎(chǔ)儲量5280萬噸。隱晶石墨儲量為1358萬噸，基本儲量為2371萬噸。我國的石墨儲量占世界的70%以上。
硅是一種半導(dǎo)體材料，其自身的電導(dǎo)率很低。在電化學(xué)循環(huán)中，鋰離子的插入和提取將使材料的體積膨脹和收縮300%以上。機械力將逐漸粉碎材料，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)崩潰，并最終導(dǎo)致電極活性材料和集電器。拆卸，失去電接觸，導(dǎo)致電池循環(huán)性能大大降低。與傳統(tǒng)的石墨陽極相比，硅具有極高的理論比容量和較低的脫鋰電勢，并且硅的電壓平臺略高于石墨。充電過程中難以在表面上引起鋰，并且具有更好的安全性能。
硅的電壓平臺比石墨高了一點，這樣的好處就是充電時候析鋰的可能性不大，安全性能上，較石墨有很大的優(yōu)勢。從硅的來源來看，硅是地殼中豐度最高的元素之一，來源廣泛，價格便宜。以上就是鋰離子電池的負極材料的有關(guān)知識的詳細解析，要大家不斷在實際中積累相關(guān)經(jīng)驗，這樣才能設(shè)計出更好的產(chǎn)品，為我們的社會更好地發(fā)展。
