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锂离子电池负极材料

2019/9/11 14:02:41      点击:
    动力电池负极材料在电池成本中,负极材料约占了5%-15%,是锂离子电池的重要原材料之一。全球锂电池负极材料销量约十余万吨,未来也会持续增长。目前,全球锂电池负极材料仍然以天然/人造石墨为主,新型负极材料如中间相炭微球(MCMB)、钛酸锂、硅基负极、HC/SC、金属锂也在快速增长中。
    一 概述
    负极材料,是电池在充电过程中,锂离子和电子的载体,起着能量的储存与释放的作用。在电池成本中,负极材料约占了5%-15%,是锂离子电池的重要原材料之一。
    全球锂电池负极材料销量约十余万吨,产地主要为中国和日本,根据现阶段新能源汽车增长趋势,对负极材料的需求也将呈现一个持续增长的状态。目前,全球锂电池负极材料仍然以天然/人造石墨为主,新型负极材料如中间相炭微球(MCMB)、钛酸锂、硅基负极、HC/SC、金属锂也在快速增长中。
    作为锂离子嵌入的载体,负极材料需满足以下要求:
    锂离子在负极基体中的插入氧化还原电位尽可能低,接近金属锂的电位,从而使电池的输入电压高;
    在基体中大量的锂能够发生可逆插入和脱嵌以得到高容量;
    在插入/脱嵌过程中,负极主体结构没有或很少发生变化;
    氧化还原电位随Li的插入脱出变化应该尽可能少,这样电池的电压不会发生显著变化,可保持较平稳的充电和放电;
    插入化合物应有较好的的电子电导率和离子电导率,这样可以减少极化并能进行大电流充放电;
    主体材料具有良好的表面结构,能够与液体电解质形成良好的SEI;
    插入化合物在整个电压范围内具有良好的化学稳定性,在形成SEI后不与电解质等发生反应;
    锂离子在主体材料中有较大的扩散系数,便于快速充放电;
    从实用角度而言,材料应具有较好的经济性以及对环境的友好性。


 

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