鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:839次 | 2021年07月15日
鋰離子電池重要原材料,電池原材料的缺陷
鋰離子電池重要原材料,鋰離子電池原材料的缺陷。鋰離子電池作為一種綠色新能源,在大力提倡環(huán)保的現(xiàn)今社會(huì),具有非常廣闊的市場(chǎng)前景,而相比于其他電池的原材料及生產(chǎn)工藝,鋰離子電池的原材料更加多樣化,生產(chǎn)工藝更加復(fù)雜,品質(zhì)失效的風(fēng)險(xiǎn)加大,對(duì)其質(zhì)量也就要求的更高,因此對(duì)鋰離子電池原材料的質(zhì)量管理是非常有必要的。
在鋰離子電池電極與電解質(zhì)材料研究中,缺陷化學(xué)關(guān)于理解材料的物理化學(xué)性質(zhì),指導(dǎo)材料的理性設(shè)計(jì)與優(yōu)化方面具有重要意義,真實(shí)存在的材料包含多種缺陷,在一定程度上偏離了理想材料的對(duì)稱性和周期性。
鋰離子電池重要原材料
正極材料中最常用的材料有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料。正極材料占有較大比例,因?yàn)檎龢O材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能,其成本也直接決定電池成本高低。
在負(fù)極材料當(dāng)中,目前負(fù)極材料重要以天然石墨和人造石墨為主。正在探索的負(fù)極材料有氮化物、PAS、錫基氧化物、錫合金、納米負(fù)極材料,以及其他的一些金屬間化合物等。負(fù)極材料作為鋰離子電池四大組成材料之一,在提高電池的容量以及循環(huán)性能方面起到了重要用途,處于鋰離子電池產(chǎn)業(yè)中游的核心環(huán)節(jié)。
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%
鋰離子電池隔膜性能的優(yōu)劣決定電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻,進(jìn)而影響電池的容量、循環(huán)性能、隔膜具有良好的隔極組織性、離子穿透性、親液性、耐氧化性等。
鋰離子電池電解液材料重點(diǎn)在于高安全性、高環(huán)境適應(yīng)性,重要發(fā)展將集中在:新型溶劑、離子液體、新型鋰鹽、添加劑等方面,與新型正、負(fù)極材料相匹配,提高安全性、功率和容量,最終安全方便地應(yīng)用于電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能、航天以及更廣泛的領(lǐng)域。
粘結(jié)劑是鋰離子電池極片的重要組成材料之一,是將電極片中活性物質(zhì)和導(dǎo)電劑粘附在電極集流體上的高分子化合物,具有增強(qiáng)活性材料、導(dǎo)電劑和集流體間接觸性以及穩(wěn)定極片結(jié)構(gòu)的用途,是鋰離子電池材料中技術(shù)含量較高的附加材料。
鋰離子電池原材料的缺陷
①正極材料應(yīng)有較高的氧化還原電位,從而使鋰離子電池有較高的輸出電壓;
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
②三元鋰:安全性能差、耐高溫性能差、使用壽命短、大功率放電差、元素有毒(三元鋰離子電池大功率充放電后溫度急劇升高,高溫后開釋氧氣極易燃燒)。
③錳酸鋰:耐高溫性差,錳酸鋰長(zhǎng)時(shí)間使用后溫度急劇升高,電池壽數(shù)衰減速度加快。
④鋰離子電池原材料基本都存在安全性差,都有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)的可能。
⑤鈷酸鋰的鋰離子電池不能大功率的放電,價(jià)格高,安全性較差。
理解材料的缺陷,通過調(diào)控材料的缺陷,從而有目的的改善材料中離子的輸運(yùn)、儲(chǔ)存、穩(wěn)定性和反應(yīng)性。同時(shí)對(duì)材料缺陷結(jié)構(gòu)的分析以及建立與之對(duì)應(yīng)的物理、化學(xué)及電化學(xué)特性之間的構(gòu)效關(guān)系,是實(shí)現(xiàn)材料理性設(shè)計(jì)的核心之一。
無論是工業(yè)界還是學(xué)術(shù)界針對(duì)鋰離子電池技術(shù)安全問題從材料、電極、電芯、模組、電源管理、熱管理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等各個(gè)層面采取了多種改進(jìn)措施,雖取得一定進(jìn)展,但還是未達(dá)到理想效果,其安全性問題依然十分突出。因此,如何突破這一技術(shù)瓶頸,滿足高安全性電池技術(shù)的要,發(fā)展出不易燃、易爆的鋰離子電池,十分必要和迫切。