锂电池负极原材料,锂电池负极原材料有哪些

栏目: 锂电池 编辑: 蓄电池网 浏览量: 0

大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于锂电池负极原材料的问题,于是小编就整理了4个相关介绍锂电池负极原材料的解答,让我们一起看看吧。

锂离子电池的负极材料有哪些?

目前正在大规模商业化应用的是碳负极材料,石墨材料(包括人工石墨和天然石墨)以及中间相碳微球等 未来发展方向目前有两个大的潮流,一个是钛酸锂材料,被称为零应变材料 另一个方向是硅基材料,硅基材料,理论容量非常大,是高能量密度电池的选择,但是目前硅基材料在充放电过程中体积变化特别大,限制了其应用。

锂电池负极原材料,锂电池负极原材料有哪些

目前只有少量的分散在碳负极进行应用。此外,还有一些合金类材料,都还在实验室研究过程中,没有真正的商业化

为什么锂电池正极是铜负极用铝?

原因有以下三点:

一是铜铝箔导电性好,质地软,价格便宜。我们都知道,锂电池工作原理是将化学能转化为电能的一种电化学装置,那么在这个过程中,我们需要一种介质把化学能转化的电能传递出来,这里就需要导电的材料。而在普通材料中,金属材料是导电性最好的材料而在金属材料里价格便宜导电性又好的就是铜箔和铝箔。同时,在锂电池中,我们主要有卷绕和叠片两种加工方式。相对于卷绕来说,需要用于制备电池的极片具有一定的柔软性,才能保证极片在卷绕时不发生脆断等问题,而金属材料中,铜铝箔也是质地较软的金属。最后就是考虑电池制备成本,相对来说,铜铝箔价格相对便宜,世界上铜和铝元素资源丰富。

二是铜铝箔在空气中也相对比较稳定。铝很容易跟空气中的氧气发生化学反应,在铝表面层生成一层致密的氧化膜,阻止铝的进一步反应,而这层很薄的氧化膜在电解液中对铝也有一定的保护作用。铜在空气中本身比较稳定,在干燥的空气中基本不反应。

三是锂电池正负极电位决定正极用铝箔,负极用铜箔,而非反过来。正极电位高,铜箔在高电位下很容易被氧化,而铝的氧化电位高,且铝箔表层有致密的氧化膜,对内部的铝也有较好的保护作用。

对于锂离子电池来说,通常使用的正极集流体是铝箔,负极集流体是铜箔,为了保证集流体在电池内部稳定性,二者纯度都要求在98%以上。随着锂电技术的不断发展,无论是用于数码产品的锂电池还是电动汽车的电池,我们都希望电池的能量密度尽量高,电池的重量越来越轻,而在集流体这块最主要就是降低集流体的厚度和重量,从直观上来减少电池的体积和重量。

锂离子负极材料的要求及其结构特点?

负极材料作为锂离子电池的核心部件,在应用时通常要满足以下条件:①嵌锂电位低且平稳,以保证较高的输出电压;

②允许较多的锂离子可逆脱嵌,比容量较高;

③在充放电过程中结构相对稳定,具有较长的循环寿命;

如下:

要求

具有较低电势,与标准电极相一致,并与正极一起提供一个高的电池电压。

在锂离子发生反应时,负极的晶体结构不能被明显改变。

具有锂离子参与反应的高度可逆性。

具有高的锂离子扩散系数。

具有高的电子导电性,以便在电化学反应中更有效地促进电子的运动。

具有一定的致密度,从而具有高的电极密度。

单位质量内能储存大量的电荷。

结构特点(以石墨为例)

做负极的金属?

负极材料大体分为以下几种:

第一种是碳负极材料:

目前已经实际用于锂离子电池的负极材料基本上都是碳素材料,如人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等。

第二种是锡基负极材料:

锡基负极材料可分为锡的氧化物和锡基复合氧化物两种。氧化物是指各种价态金属锡的氧化物。目前没有商业化产品。

第三种是含锂过渡金属氮化物负极材料,目前也没有商业化产品。

第四种是合金类负极材料:

包括锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金和其它合金,目前也没有商业化产品。

第五种是纳米级负极材料:纳米碳管、纳米合金材料。

第六种纳米材料是纳米氧化物材料

到此,以上就是小编对于锂电池负极原材料的问题就介绍到这了,希望介绍关于锂电池负极原材料的4点解答对大家有用。

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