锂离子电池首要资料的选择有什么要求

2020-12-04      1079 次浏览

一、负极资料的选择要术:


自从锂离子电池诞生以来,研讨的有关负极资料首要有以下几种:石墨化炭资料、无定形炭资料、氮化物、硅基资料、锡基资料、新式合金、纳米氧化物和其化资料。作为锂离子电池负极资料,要求有以下功用:


1、锂离子在负极基体中的刺进氧化康复电位尽可能低,接近金属锂的电位,从而使电池的输出电压高;


2、在基体中许多的锂能够发作可逆刺进和脱插应可逆,以和到高容量密度,即可逆的X值尽可能大;


3、在整个刺进/脱插过程中,锂的刺进和脱插应可逆,且主体结构没有或很少发作改动,这样可保证出色的循环功用;


4、氧化康复电位随X的改动应该尽可能小,这要电池的电压不会发作显着改动,可坚持较平稳的充电和放电;


5、刺进化合物应有较好的电子电导率和离子电导率,这样可削减极化,并能进行大电流充放电;


6、主体资料具有出色的外表结构,能够一液体电解质构成出色的SEI膜:


7、刺进化合物在整个电压规模内具有出色的化学安稳性,在构成SEI膜后不与电解质等发作反响;


8、锂离子在主休材猜中有较大的扩散系数,便于快速充放电;


9、从有用角度而言,主体资料应该廉价,对环境无污染等。


二、正极资料的选择要求


锂离子电池正极资料一般为嵌入化合物,作为理想的正极资料,锂嵌入化合物应具有以下功用;


1、金属离子Mn+1在嵌入化合物LixMyXz中应有较高的氧化康复电位,从而使电池的输出电压高;


2、在嵌入化合物LixMyXz中许多的锂能够发作可逆嵌和脱嵌,以得到高容量,即X值尽可能大;


3、在整过嵌入/脱嵌过程中,锂的嵌入和脱嵌应可逆,且主体结构没有或很少发作改动,这要能够保证出色的循环功用;


4、氧化康复电位随X的改动应该尽可能小,这要电池的电压不会发作显着改动,可坚持较平稳的充电和放电;


5、嵌入化合物应有较好的电子电导率和离子电导率,这样可削减极化,并能进行大电流充放电;


6、刺进化合物在整个电压规模内应化学安稳性好,不与电解质等发作反响;


7、锂离子在电极材猜中有较大的扩散系数,便于快速充放电;


8、从有用角度而言,嵌入化合物应该廉价,对环境无污染等。


作为锂离子正极资料的氧化物,常见的有氧化钴锂、氧化镍锂、氧化锰锂和钒的氧化物,其它正极资料如铁的氧化物、其它金属的氧化物、5V正极资料以及多阴离子正极资料(现在研讨的首要为磷酸亚铁锂:LiFePO4)等也进行了研讨。在这几种正极资料的原材猜中,钴最贵,其次为镍,最廉价的为锰和钒,因而正极资料的价格基本上也与该行情一致。这种在极资料的结构首要是层状结构和尖晶石结构。


三、电解质的选择要求


现在运用和研讨的电解质包含液体电解质、全固态电解质和凝胶型聚合物电解质。


液体电解质


用于锂离子电池系统的有机电解质,首要应该满足下述条件:


1,锂离子电导率高,在较宽的温度规模内电志率在3*10-3----2810-2S/cm;


2,热安稳性好,在较宽的规模内不发作分解反响;


3,电化学窗口宽,即在较宽的电压规模内安稳,有关锂离子电池而言,要安稳到4.5V;


4,化学安稳性高,即与电池系统的电极资料如正极、负极、集电体、聖膜、黏合剂等基本上不发作反响;


5,在较宽的温度规模内为液体,一般期望该规模为-40---700C;


6,对离锂子具有较好的溶剂化功用;


7,没有毒性,蒸气压低,运用安全;


8,尽量能促进电极可逆反响的进行;


9,有关产品锂离子电池,制备简略,成本低也是一个重要的考滤要素。


相关文章

推荐品类

为您推荐

东莞市钜大电子有限公司 粤ICP备07049936号