Aigtek科普:鋰離子電池結構及其材料介紹
鋰離子(zi)電(dian)池結構
正極:活性(xing)物質,導電劑、溶(rong)劑、粘(zhan)合劑、基體。
電(dian)池放電(dian)時從外電(dian)路獲(huo)得電(dian)子(zi)的(de)電(dian)極,此時電極發生還原反應。通常是電位高的電極。鋰離子電池中的鈷酸鋰、錳酸鋰電極等。
負(fu)極:活性物質(石墨、MCMB、CMS),粘合劑、溶劑、基體。
電池放(fang)電時(shi)向外電路輸送電子的電極,此(ci)時(shi)電極發(fa)生氧(yang)化(hua)反(fan)應。通常(chang)是電位低(di)的電極,鋰離(li)子電池中石墨(mo)電極。

隔膜
隔膜是放置于兩極(ji)之間(jian),作為隔離(li)電極(ji)的裝置,藉以(yi)避免兩極(ji)上(shang)的活性物質直(zhi)接(jie)接(jie)觸而(er)造成電池內部的短路(lu)。但(dan)隔膜仍需能讓帶(dai)電離(li)子(zi)通(tong)過,以(yi)形成通(tong)路(lu)。

鋰離子電池電芯原材料(liao)
正(zheng)極材料(liao)
正極材(cai)料在鋰(li)電(dian)池中市場容量最大(da)、附加值較(jiao)高,大(da)約占(zhan)鋰(li)電(dian)池成本30%,毛利率低則(ze)(ze)15%,高則(ze)(ze)70%以上(shang)。
目前已批(pi)量(liang)應用于(yu)鋰(li)(li)電池的正(zheng)極材料主要有鈷酸鋰(li)(li)、錳酸鋰(li)(li)、鎳酸鋰(li)(li)、鈷鎳錳酸鋰(li)(li)以及磷酸鐵鋰(li)(li)。
負極材料(liao)
負(fu)極材(cai)料(liao)占鋰電(dian)成本比(bi)例較低,主(zhu)要有碳負(fu)極材(cai)料(liao)和非碳負(fu)極材(cai)料(liao)。
碳負極(ji)材料:被目前(qian)商品鋰離子電池廣泛采用。
優點:安全、循環(huan)壽命(ming)較(jiao)長,價格(ge)低廉、無毒(du)。
缺點(dian):質量比(bi)能量比(bi)較低。
非碳負(fu)極材料(liao): 按組成分為鋰過渡金屬氮化物、過渡金屬氧化物和納米合金材料。
優(you)點:有(you)很高的體(ti)積能量密(mi)度。
缺(que)點(dian):循環穩定性差,不(bu)可(ke)逆容量較大,制(zhi)備成本較高,尚未(wei)產業化。
負(fu)極材料未來(lai)以(yi)提高(gao)容量(liang)和循環穩定(ding)性為(wei)目標,將碳(tan)(tan)材料與各種(zhong)高(gao)容量(liang)非碳(tan)(tan)負(fu)極材料復合(he)以(yi)開發(fa)高(gao)容量(liang)、非碳(tan)(tan)復合(he)負(fu)極材料。
隔(ge)膜(mo)材料
市場(chang)化的隔膜材料主要是以聚(ju)乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)為主的聚烯烴(Polyolefin)類隔膜,其中PE 產品主要由濕法工藝制得,PP 產品主要由干法工藝制得。
電解液
鋰(li)離子(zi)電池(chi)電解(jie)液(ye)材料重(zhong)點在(zai)于(yu)高(gao)安(an)全性(xing)、高(gao)環(huan)境適應(ying)性(xing),主要發展(zhan)將集中在(zai):新型溶劑(工作溫度范圍拓寬)、離子(zi)液(ye)體、新型鋰(li)鹽(提(ti)高(gao)環(huan)境適應(ying)性(xing))、添(tian)加劑(阻(zu)燃、氧化還原穿梭、保(bao)護正負(fu)極(ji)成膜等)等方(fang)面,與(yu)新型正、負(fu)極(ji)材料相匹(pi)配,提(ti)高(gao)安(an)全性(xing)、功率(lv)和(he)容(rong)量,最終安(an)全方(fang)便地應(ying)用于(yu)電動車、儲能、航天(tian)以及更(geng)廣泛(fan)的(de)領域。
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