锂电池电极材料实验室建设资料说明SICOLAB

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一、正极材料:

正极材料是锂电池的核心材料,是决定电池性能的最关键因素。正极材料对电池产品最终的能量密度、电压、使用寿命以及安全性等有着直接影响,也是锂电池中成本最高的部分。

锂电池往往用正极材料命名,如三元锂电池,就是使用三元材料做正极的锂电池。不同正极材料差距明显,适用领域也不一样。常见的正极材料可以分为钴酸锂( LCO )、锰酸锂(LMO)、磷酸铁锂(LFP)和三元材料(NCM)。

二、正极材料影响因素SICOLAB

1.结晶度:

晶体结构发育好，结晶度高，有利于Li⁺的扩散,材料的电化学性能好。

晶体结晶度差，Li⁺的扩散受影响，材料的电化学性能变差。

2.粒度:

粒径过大，比表面积变小，吸附性相对变差，正极活性材料可能会脱离基体，游离在电解质中，降低电池寿命，造成电池短路。

3.合成时间:

合成时间短，反应不完全，结晶度不好。

4. 合成温度

温度过高，材料颗粒尺寸较大，比表面积较小，电化学性能差。

三、负极材料:

一般而言,锂电池负极材料由活性物质、粘结剂和添加剂制成糊状胶合剂后,涂抹在铜箔两侧，经过干燥、滚压制得,作用是储存和释放能量,主要影响锂电池的循环性能等指标。

负极材料按照所用活性物质，可分为碳材和非碳材两大类:

碳系材料包括石墨材料(天然石墨、人造石墨以及中间相碳位球)与其它碳系(硬碳、软碳和石墨烯)两条路线;

非碳系材料可细分为钛基材料、硅基材料、锡基材料、氮化物和金属锂等。

四、负极材料作为锂离子电池核心部件，应用时需要满足以下条件：

①嵌锂电位低且平稳，以保证较高的输出电压；

②允许较多的锂离子可逆脱嵌，比容量较高；

③在充放电过程中结构相对稳定，具有较长的循环寿命；

④较高的电子电导率、离子电导率和低的电荷转移电阻，以保证较小的电压极化和良好的倍率性能；

⑤能够与电解液形成稳定的固体电解质膜，保证较高的库仑效率；

⑥ 制备工艺简单，易于产业化，价格便宜；

⑦ 环境友好，在材料的生产和实际使用过程中不会对环境造成严重污染；

⑧资源丰富等。

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