一.鋰離子電池正極材料重要成分介紹

正極材料的安全性，能量密度和功率密度是當(dāng)前不同車(chē)型對(duì)鋰離子電池類(lèi)型做出取舍的基本依據(jù)。常見(jiàn)的正極材料有：鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等。

1、鈷酸鋰：首個(gè)成功商業(yè)化的鋰離子電池正極材料。由于有鈷資源相對(duì)貧乏、價(jià)格較高、對(duì)環(huán)境有毒性等缺點(diǎn)，再加上該材料安全性能較差、容量相對(duì)較低，大大限制了其廣泛的應(yīng)用和長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。目前鈷酸鋰材料電池重要用于數(shù)碼電池中。

2、錳酸鋰：重要為尖晶石型錳酸鋰。相較鈷酸鋰，具有資源豐富、價(jià)格便宜、對(duì)環(huán)境污染小且安全性能優(yōu)良等特點(diǎn)。但尖晶石的結(jié)構(gòu)很難保持完整性，循環(huán)性較差，高溫循環(huán)中錳在電解液中的溶解和Jahn-Teller效應(yīng)也導(dǎo)致材料的容量衰減嚴(yán)重。

3、磷酸鐵鋰：原料豐富、價(jià)格相比其他材料來(lái)比較低廉、對(duì)環(huán)境友好，加上較好的循環(huán)性能和高安全性使得其率先在電動(dòng)汽車(chē)上得到了應(yīng)用。但是磷酸鐵鋰材料的導(dǎo)電性較差，振實(shí)密度較低，導(dǎo)致體積能量密度較低，限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用。

4、三元材料：受鈷酸鋰的金屬元素?fù)诫s改性的啟發(fā)，多元金屬?gòu)?fù)合氧化物-三元材料LiNi1-x-yCoxNyO2得到快速發(fā)展。三元材料結(jié)合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰(鋁酸鋰)的優(yōu)點(diǎn)，形成了三元共溶體，可以充分發(fā)揮三個(gè)組元的用途。

二.鋰離子電池負(fù)極材料重要成分介紹

1.碳材料

碳材料負(fù)極是一個(gè)總稱(chēng)，一般可分為5大類(lèi)：石墨、硬炭、軟炭、碳納米管和石墨烯。石墨又可分為人造石墨、天然石墨、中間相炭微球。

2、天然石墨負(fù)極

天然石墨負(fù)極由天然石墨加工而成，國(guó)內(nèi)石墨資源儲(chǔ)量和產(chǎn)量豐富，開(kāi)采成本較低。天然石墨具有比較完整的石墨片層結(jié)構(gòu)和很高的石墨化度，適合鋰離子在其中脫嵌和穿梭，并且。缺點(diǎn)為天然石墨未經(jīng)改性循環(huán)性能較差。

3.人造石墨負(fù)極

人造石墨負(fù)極為炭材料加工而來(lái),它是將易石墨化的軟炭材料經(jīng)2500℃以上高溫石墨化處理制成,此時(shí)碳材料內(nèi)部二次粒子以隨機(jī)方式進(jìn)行排列,存在大量孔隙結(jié)構(gòu),這有利于電解液的滲透和鋰離子咋負(fù)極中的脫嵌穿梭,因此人造石墨負(fù)極材料能提高和新增鋰離子電池的快速充放電速度和次數(shù)。

4.軟碳

軟碳，在高溫條件(>2500℃)下處理可以石墨化結(jié)構(gòu)的無(wú)定形碳。軟碳材料的突出優(yōu)點(diǎn)是可逆比容量高，一般大于300mAh/g，與有機(jī)溶劑相容性較好，因此鋰離子電池的循環(huán)穩(wěn)定性好，較適合大電流密度的鋰離子電池充放電。

5、碳納米管

碳納米管是一種具有較完整石墨化結(jié)構(gòu)的特殊碳材料，其自身具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能和高的導(dǎo)熱系數(shù)。因其結(jié)構(gòu)特殊，導(dǎo)致負(fù)極在脫嵌鋰時(shí)深度小、行程短、速度快，并且在大倍率大電流充放電時(shí)極化用途較小，可對(duì)提高鋰離子電池電池的大倍率快速充放電性能很有幫助。