钜大LARGE | 点击量:2429次 | 2021年03月29日
锂离子电池电芯有什么原材料呢?
正极材料
正极材料在锂离子电池中市场容量最大、附加值较高,大约占锂离子电池成本30%,毛利率低则15%,高则70%以上。
目前已批量应用于锂离子电池的正极材料重要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、钴镍锰酸锂以及磷酸铁锂。
镍酸锂离子电池安全性最差(过充易起火),高温耐受度最低(高温分解),合成难度最高。
钴酸锂最早实现商业化应用,技术发展至今已经很成熟,并已广泛应用在小型低功率的便携式电子产品上,如手机、笔记本电脑和数码电子产品等。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
磷酸铁锂作为锂离子电池用正极材料具有良好的电化学性能,充放电平台十分平稳,充放电过程中结构稳定。同时,该材料无毒、无污染、安全性能好、可在高温环境下使用、原材料来源广泛等优点,是目前电池界竞相开发研究的热点。
负极材料
负极材料占锂电成本比例较低,重要有碳负极材料和非碳负极材料。
碳负极材料:被目前商品锂离子电池广泛采用。
优点:安全、循环寿命较长,价格低廉、无毒。
缺点:质量比能量比较低。
非碳负极材料:按组成分为锂过渡金属氮化物、过渡金属氧化物和纳米合金材料。
优点:有很高的体积能量密度。
缺点:循环稳定性差,不可逆容量较大,制备成本较高,尚未产业化。
负极材料未来以提高容量和循环稳定性为目标,将碳材料与各种高容量非碳负极材料复合以开发高容量、非碳复合负极材料。
隔膜材料
市场化的隔膜材料重要是以聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)为主的聚烯烃(Polyolefin)类隔膜,其中PE产品重要由湿法工艺制得,PP产品重要由干法工艺制得。
电解液
锂离子电池电解液材料重点在于高安全性、高环境适应性,重要发展将集中在:新型溶剂(工作温度范围拓宽)、离子液体、新型锂盐(提高环境适应性)、添加剂(阻燃、氧化还原穿梭、保护正负极成膜等)等方面,与新型正、负极材料相匹配,提高安全性、功率和容量,最终安全方便地应用于电动汽车、储能、航天以及更广泛的领域。
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