锂离子电池负极材料分类及要求

锂离子电池负极材料分类及要求。锂离子电池负极材料目前处于锂电池产业中最关键的环节。按锂电池成本比例，负极材料占比锂离子电池总成本的25%～28%。负极材料作为新能源汽车动力锂离子电池的核心材料之一，对新能源汽车的最终性能起着至关紧要的作用。

负极材料，是锂离子电池在充电过程中，锂离子和电子的载体，起着能量的储存与释放的作用。在电池成本中，负极材料约占了5%-15%,是锂电池的紧要原材料之一。

锂离子电池负极材料需满足以下要求

●锂离子在负极基体中的插入氧化还原电位尽可能低，接近金属锂的电位，从而使电池的输入电压高；

●在基体中大量的锂能够发生可逆插入和脱嵌以得到高容量；

●在插入/脱嵌过程中，负极主体结构没有或很少发生变化；

●氧化还原电位随Li的插入脱出变化应当尽可能少，这样电池的电压不会发生显著变化，可保持较平稳的充电和放电；

●插入化合物应有较好的的电子电导率和离子电导率，这样可以减少极化并能进行大电流充放电；

●主体材料具有良好的表面结构，能够与液体电解质形成良好的SEI；

●插入化合物在整个电压范围内具有良好的化学稳定性，在形成SEI后不与电解质等发生反应；

●锂离子在主体材料中有较大的扩散系数，便于快速充放电；

●从实用角度而言，锂离子电池负极材料应具有较好的经济性以及对环境的友好性。

　　锂离子电池负极材料的类型

锂电池的负极是由负极活性物质碳材料或非碳材料、粘合剂和添加剂混合制成糊状胶合剂平均涂抹在铜箔两侧，经干燥、滚压而成。负极材料是锂电池储存锂的主体，使锂离子在充放电过程中嵌入与脱出。负极材料种类上，包括碳系负极、非碳性负极。从技术角度来看，将来锂电池负极材料将会呈现出多样性的特点。随着技术的进步，目前的锂电池负极材料已经从单一的人造石墨发展到了天然石墨、中间相碳微球、人造石墨为主，软碳/硬碳、无定形碳、钛酸锂、硅碳合金等多种负极材料共存的局面。

锂离子电池负极材料大概分为六种:碳负极材料、合金类负极材料、锡基负极材料、含锂过渡金属氮化物负极材料、纳米级材料、纳米负极材料。

第一种是碳纳米级材料负极材料：目前已经实际用于锂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。

第三种是锡基负极材料：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。

第四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。

第五种是纳米级材料：纳米碳管、纳米合金材料。

第六种纳米负极材料：纳米氧化物材料

锂离子电池负极材料的分类

锂离子电池负极材料分为2大类：碳材料和非碳质材料。碳材料负极进一步分类为天然石墨负极、人造石墨负极、中间相碳微球(MCMB)、软炭(如焦炭)负极、硬炭负极、碳纳米管、石墨烯、碳纤维等;其他非碳负极材料主要分为硅基及其复合材料、氮化物负极、锡基材料、钛酸锂、合金材料等。

负极材料的发展是高比容量、高充放电效率、高循环性能和较低成本。负极是电池放电时流出电子的一极，负极材料主要影响锂离子电池的首次效率、循环性能等，负极材料的性能也笔直影响锂离子电池的性能。

声明： 本站所发布文章部分图片和内容自于互联网，如有侵权请联系删除