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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    制造鋰離子電池用什么材料

    2021-04-25 ryder

      鋰離子電池分為兩種:鋰金屬電池鋰電池。這是依據鋰存在的形態來定義的,鋰金屬電池是用金屬鋰做電極,而鋰電池則是以離子形態存在于電極。

      鋰金屬電池通過金屬鋰的腐蝕或叫氧化來萌生電能的,用完就廢了,不能充電,因此也稱一次電池。鋰電池則是利用鋰離子的濃度差進行儲能和放電,電池中不存在金屬鋰,因此也稱鋰二次電池。目前所使用于手機、相機、電動工具、電動車、儲能、通信基站等可充鋰離子電池,均為鋰電池。一般市場上大多數常用可見的鋰離子電池均為鋰電池,大家也習慣簡稱為鋰離子電池,本文所稱鋰離子電池也主要指鋰電池。

      一、鋰離子電池分類

      1、市場上習慣用的兩種分類方式:按極片材料分類和按產品外觀分類。

      A、按極片材料分類

      正極材料:磷酸鐵鋰離子電池(LFP)、鈷酸鋰離子電池(LCO)、錳酸鋰離子電池(LMO)、(二元電池:鎳錳酸鋰/鎳鈷酸鋰)、(三元:鎳鈷錳酸鋰離子電池(NCM)、鎳鈷鋁酸鋰離子電池(NCA))

      負極材料:鈦酸鋰離子電池(LTO)、石墨烯電池、納米碳纖維電池

      關于市場上的石墨烯概念,主要是指石墨烯基電池,即在極片中加入石墨烯漿料,或在隔膜上加入石墨烯涂層。鎳酸鋰、鎂基電池市場上基本不存在。

      B、按產品外觀分類

      分為:圓柱、軟包、方形。

      圓柱和方形外包裝多為鋼殼或者鋁殼。軟包外包裝為鋁塑膜,其實軟包也是一種方形,市場上習慣將鋁塑膜包裝的稱為軟包,也有人將軟包電池稱為聚合物電池。

      對于圓柱形鋰電池,其型號一般為5位數字。前兩位數字為電池的直徑,中間兩位數字為電池的高度。單位為毫米。例如18650鋰離子電池,它的直徑為18毫米,高度為65毫米。

      C、按電解質材料的不同

      鋰電池分為液態鋰電池(LIB)和聚合物鋰電池(PLB)。

      液態鋰電池使用液體電解質(目前動力用電池多為此種)。聚合物鋰電池則以固體聚合物電解質來代替,這種聚合物可以是“干態”的,也可以是“膠態”的,目前大部分采用聚合物凝膠電解質。關于固態電池,嚴格意義上的是指電極和電解質均為固態的。

      D、按電池實用性能分類

      功率型電池和能量型電池。能量型電池以高能量密度為特點,主要用于高能量輸出;功率型電池以高功率密度為特點,主要用于瞬間高功率輸出、輸出的電池。而功率能量型鋰離子電池是伴隨著插電式混合動力車的出現而出現的。它要求電池儲存的能量較高,可以支持一段距離的純電行駛,也要具備較好的功率特性,在低電量的時候進入混合動力模式。

      簡單理解,能量型類似于馬拉松選手,要有耐力,就是要求高容量,對大電流放電性能要求不高;那么功率型就是短跑選手,拼的是暴發力,但耐力也要有,不然容量太小就跑不遠。

      二、鋰離子電池材料構成

      四大主材:正極材料、負極材料、隔膜、電解液

      輔材:NMP、銅箔、鋁箔、鋁殼蓋板、導電劑、粘結劑、其他(EMD)等。

      鋰離子電池”,是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由Gil

      e

      tN.Lewis提出并研究。20世紀70年代時,M.S.Whittingham提出并開始研究鋰電池。由于鋰金屬的化學特性非常活潑,使得鋰金屬的出產、保存、使用,對環境要求非常高。所以,鋰離子電池長期沒有得到使用。隨著科學技術的發展,今朝鋰離子電池已經成為了主流。

      鋰離子電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰電池。鋰電池不含有金屬態的鋰,并且是可以充電的。可充電電池的第五代產品鋰金屬電池在1996年誕生,其安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優于鋰電池。由于其自身的高技術要求限制,今朝惟有少數幾個國家的在加工這種鋰金屬電池。

      碳負極材料

      已經實際用于鋰電池的負極材料基本上都是碳素材料,如人工石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹脂碳等。

      錫基負極材料

      錫基負極材料可分為錫的氧化物和錫基復合氧化物兩種。氧化物是指各種價態金屬錫的氧化物。沒有商業化產品。

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