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鋰電池的組成材料有哪幾種類型

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年08月27日  

鋰電池的一般是由正極材料和負極材料組成的。正極材料包含有鎳酸鋰、錳酸鋰、三元、酸鋰、磷酸亞鐵鋰等,而負極材料一般是有無定形碳材料、石墨化碳材料、硅基材料、氮化物、新型合金等。


另外如果按照鋰電池組成的化學物質來查找那就更多了。如一般組成的電解液、CMC、鈷酸鋰、隔膜、PVDF、高溫膠紙、NMP、石墨類負極、SBR、草酸、銅箔、鋁箔等這些是鋰電池的組成材料。


一種制備鋰電池正極材料的方法,特征在于包括混合在溶液中可釋放磷酸鹽離子的化合物和金屬鐵,溶解金屬鐵,隨后焙燒,因此合成磷酸鐵。上述方法進一步包括使原料混合物反應,同時將其研磨變小或者回流,可生產具有細粒直徑和顯示高活性的磷酸鐵正極材料,并利用在焙燒之前具有細粒直徑的前體。、


“鋰電池”,是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世紀70年代時,M.S.Whittingham提出并開始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學特性非常活潑,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對環境要求非常高。所以,鋰電池長期沒有得到應用。隨著科學技術的發展,現在鋰電池已經成為了主流。


鋰電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態的鋰,并且是可以充電的。可充電電池的第五代產品鋰金屬電池在1996年誕生,其安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優于鋰離子電池。由于其自身的高技術要求限制,現在只有少數幾個國家的公司在生產這種鋰金屬電池。


鋰金屬電池:


鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。


鋰電池基本原理


鋰電池基本原理


放電反應:Li+MnO2=LiMnO2


鋰離子電池:


鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料、使用非水電解質的電池。


充電正極上發生的反應為


LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(電子)


充電負極上發生的反應為


6C+XLi++Xe-=LixC6


充電電池總反應:LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6


正極


正極材料:可選的正極材料很多,主流產品多采用鋰鐵磷酸鹽。不同的正極材料對照:


LiCoO2


3.7V


140mAh/g


Li2Mn2O4


4.0V


100mAh/g


LiFePO4


3.3V


100mAh/g


Li2FePO4F


3.6V


115mAh/g


正極反應:放電時鋰離子嵌入,充電時鋰離子脫嵌。充電時:LiFePO4→Li1-xFePO4+xLi++xe-放電時:Li1-xFePO4+xLi++xe-→LiFePO4。


負極


負極材料:多采用石墨。新的研究發現鈦酸鹽可能是更好的材料。


負極反應:放電時鋰離子脫嵌,充電時鋰離子嵌入。


充電時:xLi++xe-+6C→LixC6


放電時:LixC6→xLi++xe-+6C

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