锂离子电池正负极材料和原理是什么？

锂离子电池正负极材料是什么？

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锂离子电池的重要构成材料包括电解液、隔离材料、正负极材料等。正极材料是决定锂离子电池性能的关键材料之一,也是目前商业化锂离子电池中重要的锂离子来源,其性能和价袼对锂离子电池的影响较大。

锂离子电池负极材料为碳素材料，锂离子电池正极材料是含锂的化合物，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称。锂离子电池的充放电过程，就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。

锂离子电池正极（阴极）二氧化锰是重要成分，用来出现充放电的化学反应、添加成分是为了提高锂离子电池的性能。锂离子电池负极（阳极）金属锂或其合金金属为负极材料，这些东西涂在铜箔上、负极上发生的。在锂离子电池正极材料当中，最常用的材料有钴酸锂，锰酸锂，磷酸铁锂和三元材料(镍钴锰的聚合物)。

锂离子电池负极材料的种类繁多，根据化学组成可以分为金属类负极材料、无机非金属类负极材料及金属氧化物类负极材料。

（1）金属类负极材料：这类材料多具有超高的嵌锂容量。最早研究的负极材料是金属锂。由于电池的安全问题和循环性能不佳，金属锂作为负极材料并未得到广泛应用。近年来，合金类负极材料得到了比较广泛的研究，如锡基合金，铝基合金、镁基合金、锑基合等，是一个新的方向。

（2）无机非金属类负极材料：用作锂离子电池负极无机非金属材料重要是碳材料、硅材料及其它非金属复合材料。

（3）过渡金属氧化物材料：这类材料一般具有结构稳定，循环寿命长等优点，如锂过渡氧化物（钛酸锂等）、锡基复合氧化物等。

就当前的市场而言，在大规模商业化应用方面，负极材料仍然以碳材料为主，石墨类和非石墨类碳材料都有应用。在汽车及电动工具领域，钛酸锂作为负极材料也有一定的应用，重要是具有非常优异的循环寿命、安全性和倍率性能，但是会降低锂离子电池的能量密度，因此不是市场主流。

锂离子电池正负极材料的原理

1、正极构造

LiCoO2+导电剂+粘合剂(PVDF)+集流体(铝箔)

2、负极构造

石墨+导电剂+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+集流体(铜箔)

常见的正极材料重要成分为LiCoO2，充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中．放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合。