锂离子电池及材料全面总结

锂离子电池及材料全面总结

点击上方名片关注了解更多

正文开始

锂离子电池就是内部依靠锂离子,外部依靠电子在正负极之间移动来发挥作用的一种电池。锂离子电池的正极通常是由含锂的化合物(比如锂过渡金属氧化物)涂在金属铝箔上制作而成,而负极通常由石墨涂在金属铜箔上制成。锂离子电池的能量密度比较高,可循环使用。[1]

构成锂离子电池通常由正极、负极、隔膜、电解液和外包装组成。

如果把锂离子电池比作一个生命体,正极和负极就是骨骼和肌肉,隔膜则是筋脉,电池的外包装就像是皮肤,电解液就是血液;电池管理系统(BMS)扮演者大脑的角色,确保锂离子电池这个生命的正常工作。充电过程可以想象成这个生命体在吃饭,放电则是在工作。

充放电过程具体来说,当我们为电池充电时,锂离子离开正极,在电解液的海洋中游向负极,电子则由外电路通过导线流向负极;锂离子插入负极石墨材料的层片结构中,接收电子并和石墨原子生成「锂碳复合物」。当锂离子从正极全部移动到负极时,电池充电完成。

当我们使用电池时,电池处于放电状态,「锂碳复合物」被氧化并释放电子,负极的锂会变成锂离子在电解液里向正极移动,外电路的电子则产生电力,满足用电需求。

CCTC®3060

来源:材料基

CCTC®3060

锂电池的主要原材料及其在锂电池中所占的成本比重

锂离子电池在材料方面,主要组成部分为:正极材料、负极材料、电解液、隔离材料(隔膜)、铜铝箔、粘结剂、导电剂、外壳等辅助材料。

(1)正极材料,常用的有磷酸铁锂LFP、三元材料NCM、钴酸锂LCO等等,其中,钴酸锂LCO主要用于数码类锂电池,如手机锂电池,车用锂电池,则采用磷酸铁锂LFP、三元材料NCM。从克比能量密度来看,一般正极材料是负极材料的二分之一(1/2)~三分之一(1/3)左右,正极材料的重量要与负极重很多,同时,由于正极材料的价格,比负极材料贵很多,因而,正极材料成本占比要大;

(2)负极材料:石墨(天然石墨、人造石墨等)、硅基类材料、钛酸锂等

(3)电解液:被称之为锂电池的血液,主要起来传输离子的作用。由电解质(一般用六氟磷酸锂)及溶剂组成。

(4)隔膜:即隔离膜,顾名思义,就是隔离正、负极。并使电池内部的电子不能自由穿过,只允许电解质液中的离子自由通过。

(5)其他辅助材料:铜铝箔、粘结剂、导电剂、外壳等,这里先不细述,接下来会逐个展开介绍。

(6)成本比例关系:目前,锂离子电池的材料成本大概的比例关系,见下图。

声明:

声明:文章来源3060。本号对所有原创、转载文章的陈述与观点均保持中立,推送文章仅供读者学习和交流。文章、图片等版权归原作者享有,如有侵权,联系删除。投稿/招聘/推广/宣传 请加微信:woniu26a推荐阅读▼

电路设计-电路分析

EMC相关文章

电子元器件

后台回复“加群”,管理员拉你加入同行技术交流群。

🎯 相关推荐

王者荣耀妲己热情桑巴返场!S39赛季4月1日更新!新的段位继承!
新华社体育图片每周佳作
best365官网下载

新华社体育图片每周佳作

📅 08-08 👀 2179
穿越火线枪战王者雷神M4A1什么时候出来 雷神多少钱