鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:815次 | 2022年05月05日
鋰離子電池負(fù)極材料要求和負(fù)極材料分類
鋰離子電池負(fù)極材料處于鋰離子電池產(chǎn)業(yè)中游的最核心的環(huán)節(jié),按電池成本分布,鋰離子電池負(fù)極材料及其他占比鋰離子電池總成本的28%左右。目前,國內(nèi)負(fù)極材料產(chǎn)量也較大,基本能滿足國內(nèi)市場的需求,但隨著新能源汽車的逐步普及,未來負(fù)極材料的市場需求將出現(xiàn)巨大缺口。
鋰離子電池對負(fù)極材料的要求
負(fù)極材料作為鋰離子電池的核心部件,在應(yīng)用時(shí)通常要滿足以下條件:
①嵌鋰電位低且平穩(wěn),以保證較高的輸出電壓;
②允許較多的鋰離子可逆脫嵌,比容量較高;
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
③在充放電過程中結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定,具有較長的循環(huán)壽命;
④較高的電子電導(dǎo)率、離子電導(dǎo)率和低的電荷轉(zhuǎn)移電阻,以保證較小的電壓極化和良好的倍率性能;
⑤能夠與電解液形成穩(wěn)定的固體電解質(zhì)膜,保證較高的庫侖效率;
⑥制備工藝簡單,易于產(chǎn)業(yè)化,價(jià)格便宜;
⑦環(huán)境友好,在材料的生產(chǎn)和實(shí)際使用過程中不會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染;
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
⑧資源豐富等。
鋰離子電池負(fù)極材料分類
作為鋰離子電池的四大關(guān)鍵材料之一,負(fù)極材料技術(shù)與市場均較為成熟?,F(xiàn)階段負(fù)極材料研究的重要方向如下:石墨化碳材料、無定型碳材料、氮化物、硅基材料、錫基材料、新型合金和其他材料。
第一種是碳負(fù)極材料:目前已經(jīng)實(shí)際用于鋰離子電池的負(fù)極材料基本上都是碳素材料,如人工石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹脂碳等。
第二種是錫基負(fù)極材料:錫基負(fù)極材料可分為錫的氧化物和錫基復(fù)合氧化物兩種。氧化物是指各種價(jià)態(tài)金屬錫的氧化物。目前沒有商業(yè)化產(chǎn)品。
第三種是含鋰過渡金屬氮化物負(fù)極材料,目前也沒有商業(yè)化產(chǎn)品。
第四種是合金類負(fù)極材料:包括錫基合金、硅基合金、鍺基合金、鋁基合金、銻基合金、鎂基合金和其它合金,目前也沒有商業(yè)化產(chǎn)品。
第五種是納米級負(fù)極材料:納米碳管、納米合金材料。
鋰離子電池負(fù)極材料的用途及發(fā)展
鋰離子電池負(fù)極材料的能量密度是影響鋰離子電池能量密度的重要因素之一,鋰離子電池的正極材料、負(fù)極材料、電解質(zhì)、隔膜被稱為鋰離子電池的四個最核心材料。負(fù)極材料是鋰離子電池儲存鋰的主體,使鋰離子在充放電過程中嵌入與脫出。負(fù)極是電池放電時(shí)流出電子的一極,負(fù)極材料重要影響鋰離子電池的首次效率、循環(huán)性能等,負(fù)極材料的性能也直接影響鋰離子電池的性能,負(fù)極材料占鋰離子電池總成本5~15%左右。
隨著技術(shù)的進(jìn)步,目前的鋰離子電池負(fù)極材料已經(jīng)從單一的人造石墨發(fā)展到了天然石墨、中間相碳微球、人造石墨為主,軟碳/硬碳、無定形碳、鈦酸鋰、硅碳合金等多種負(fù)極材料共存的局面。