鋰離子電池主要原材料,鋰電池原材料的缺陷

來源：存能電氣  日期：2020-04-01 11:11  瀏覽量：次

鋰離子電池主要原材料，鋰電池原材料的缺陷。鋰離子電池作為一種綠色新能源，在大力提倡環(huán)保的現(xiàn)今社會(huì)，具有非常廣闊的市場(chǎng)前景，而相比于其他電池的原材料及生產(chǎn)工藝，鋰離子電池的原材料更加多樣化，生產(chǎn)工藝更加復(fù)雜，品質(zhì)失效的風(fēng)險(xiǎn)加大，對(duì)其質(zhì)量也就要求的更高，因此對(duì)鋰離子電池原材料的質(zhì)量管理是非常有必要的。

在鋰離子電池電極與電解質(zhì)材料研究中，缺陷化學(xué)對(duì)于理解材料的物理化學(xué)性質(zhì)，指導(dǎo)材料的理性設(shè)計(jì)與優(yōu)化方面具有重要意義，真實(shí)存在的材料包含多種缺陷，在一定程度上偏離了理想材料的對(duì)稱性和周期性。

鋰離子電池主要原材料

正極材料中最常用的材料有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料。正極材料占有較大比例，因?yàn)檎龢O材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能，其成本也直接決定電池成本高低。

在負(fù)極材料當(dāng)中，目前負(fù)極材料主要以天然石墨和人造石墨為主。正在探索的負(fù)極材料有氮化物、PAS、錫基氧化物、錫合金、納米負(fù)極材料，以及其他的一些金屬間化合物等。負(fù)極材料作為鋰電池四大組成材料之一，在提高電池的容量以及循環(huán)性能方面起到了重要作用，處于鋰電池產(chǎn)業(yè)中游的核心環(huán)節(jié)。

鋰離子電池隔膜性能的優(yōu)劣決定電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻，進(jìn)而影響電池的容量、循環(huán)性能、隔膜具有良好的隔極組織性、離子穿透性、親液性、耐氧化性等。

鋰離子電池電解液材料重點(diǎn)在于高安全性、高環(huán)境適應(yīng)性，主要發(fā)展將集中在：新型溶劑、離子液體、新型鋰鹽、添加劑等方面，與新型正、負(fù)極材料相匹配，提高安全性、功率和容量，最終安全方便地應(yīng)用于電動(dòng)車、儲(chǔ)能、航天以及更廣泛的領(lǐng)域。

粘結(jié)劑是鋰離子電池極片的重要組成材料之一，是將電極片中活性物質(zhì)和導(dǎo)電劑粘附在電極集流體上的高分子化合物，具有增強(qiáng)活性材料、導(dǎo)電劑和集流體間接觸性以及穩(wěn)定極片結(jié)構(gòu)的作用，是鋰離子電池材料中技術(shù)含量較高的附加材料。

鋰電池原材料的缺陷

①正極材料應(yīng)有較高的氧化還原電位，從而使鋰電池有較高的輸出電壓；

②三元鋰：安全性能差、耐高溫性能差、使用壽命短、大功率放電差、元素有毒(三元鋰電池大功率充放電后溫度急劇升高，高溫后開釋氧氣極易燃燒)。

③錳酸鋰：耐高溫性差，錳酸鋰長時(shí)間使用后溫度急劇升高，電池壽數(shù)衰減速度加快。

④鋰電池原材料基本都存在安全性差，都有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)的可能。

⑤鈷酸鋰的鋰電池不能大功率的放電，價(jià)格高，安全性較差。

理解材料的缺陷，通過調(diào)控材料的缺陷，從而有目的的改善材料中離子的輸運(yùn)、儲(chǔ)存、穩(wěn)定性和反應(yīng)性。同時(shí)對(duì)材料缺陷結(jié)構(gòu)的分析以及建立與之對(duì)應(yīng)的物理、化學(xué)及電化學(xué)特性之間的構(gòu)效關(guān)系，是實(shí)現(xiàn)材料理性設(shè)計(jì)的核心之一。

無論是工業(yè)界還是學(xué)術(shù)界針對(duì)鋰電池技術(shù)安全問題從材料、電極、電芯、模組、電源管理、熱管理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等各個(gè)層面采取了多種改進(jìn)措施，雖取得一定進(jìn)展，但還是未達(dá)到理想效果，其安全性問題依然十分突出。因此，如何突破這一技術(shù)瓶頸，滿足高安全性電池技術(shù)的需要，發(fā)展出不易燃、易爆的鋰電池，十分必要和迫切。