鉅大LARGE | 點擊量：1580次 | 2021年06月08日
鋰離子電池對負極材料的要求及工藝成本分析
在生活中，你可能接觸過各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你可能并不了解它的一些組成部分，比如它可能含有的鋰離子電池負極材料，那么接下來讓小編帶領大家一起學習鋰離子電池負極材料。
負極材料是對鋰離子電池性能起決定性用途的關鍵材料。負極的比容量和工作電壓直接決定了鋰離子電池的能量密度，是最重要的電池材料之一。由于原料口味和產(chǎn)量的差異，以及石墨化程度的差異，電池廠要壓低價格變得更加困難。通過對鋰離子電池負極材料的工藝成本分析、工藝創(chuàng)新優(yōu)化和產(chǎn)業(yè)鏈整合的解讀，進一步降低成本有空間。
鋰離子電池負極材料工藝成本分析
鋰離子電池由四種重要材料組成：正極材料、負極材料、電解液和隔膜。負極材料用作鋰離子脫嵌的載體。當然，可以作為鋰離子電池負極材料的材料有很多，包括碳材料、含碳化合物和非碳材料。石墨是碳材料中應用最廣泛、性能最穩(wěn)定、電解液相容性更好的負極材料。
1、正極材料：鋰離子電池的重要構成材料包括電解液、隔膜、正負極材料等，正極材料占比較大(正極材料的質(zhì)量比為3:1~4:1)，所以正極材料的性能直接影響鋰離子電池的性能，其成本直接決定了電池的成本。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
2、負極材料：目前鋰離子電池負極材料的研究較多：碳材料、硅基材料、錫基材料、鈦酸鋰、過渡金屬氧化物等，但最多的是工業(yè)化的重要應用是碳材料。其中，基于石墨的碳材料在技術上相對成熟，在安全性和循環(huán)壽命方面具有優(yōu)異的性能，并且便宜且無毒。它們是比較常見的陽極材料。人造石墨通過氧化對天然石墨表面進行改性來提高石墨的電性能，是目前最常用、最常用的負極材料。
3、電解液：在鋰離子電池的性能和穩(wěn)定性方面，電解液一直是重中之重。鋰鹽是電解液制造的重點，目前鋰鹽幾乎被幾家日本公司壟斷。目前，一些國內(nèi)公司還聲稱可以生產(chǎn)用于鋰動力鋰離子電池的電解質(zhì)或鋰鹽，但是是否可以批量使用它們?nèi)栽谟懻撝?。不過，國內(nèi)已經(jīng)有不少上市公司在執(zhí)行鋰離子動力鋰離子電池電解液的產(chǎn)業(yè)化。
4、隔膜：鋰離子動力鋰離子電池隔膜是一種具有納米級微孔的高分子功能材料。它是電池的重要組成部分。將正負極隔開，具有電子絕緣性和離子傳導性。同時，它還具有“熱關斷”的特點。隔膜的性能決定了電池的界面結構、電解液的保有量和電池的內(nèi)阻，進而影響電池的容量、循環(huán)性能、充放電電流密度、安全性等關鍵指標，但隔膜制備的關鍵技術是日本大師。盡管包括部分上市公司在內(nèi)的國內(nèi)一些廠商正著力于研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，但距離鋰動力鋰離子電池的規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化還有很長的路要走。
鋰離子電池對負極材料的要求
負極材料作為鋰離子電池的核心部件，在應用時通常要滿足以下條件：
①嵌鋰電位低且穩(wěn)定，保證更高的輸出電壓;
②允許更多的鋰離子可逆地脫嵌，具有更高的比容量;
③充放電時結構相對穩(wěn)定，循環(huán)壽命長;
④高電子電導率，離子電導率和低電荷轉移電阻，確保小電壓極化和良好的倍率性能;
⑤能與電解質(zhì)形成穩(wěn)定的固體電解質(zhì)膜，保證庫侖效率高;
⑥環(huán)保，在材料生產(chǎn)和實際使用過程中不會對環(huán)境造成嚴重污染。
長期以來，大部分陽極生產(chǎn)公司都將石墨化工藝外包，且多數(shù)陽極生產(chǎn)公司位于廣東、上海、福建等沿海省份。在這些地區(qū)建設石墨化基地的電費成本太高，所以陽極廠家更多希望將石墨化外包給電價較低的內(nèi)陸省份的炭素廠。近年來，為了降低成本，控制產(chǎn)業(yè)鏈上下游，負極廠商開始建設或采購石墨化基地，不再依賴外源。
相信通過閱讀上面的內(nèi)容，大家對鋰離子電池負極材料有了初步的了解，同時也希望大家在學習過程中，做好總結，這樣才能不斷提升自己的設計水平。
