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锂电池负极材料的分类,锂电池负极材料需满足哪些要求?

2022-12-15 来源:OFweek锂电网 浏览数:1

锂电池是以锂金属或锂合金为负极材料,使用非水电解质溶液的电池,因此这种电池也被称为锂金属电池。与其他电池不同,锂电池具有高充电密度、长寿命和高单位成本等特点。

锂电池负极材料分为两大类:第一类是碳材料,包括石墨化碳材料和无定形碳材料:第二类是非碳材料,主要包括硅基材料、锡基材料、过渡金属氧化物、金属氮化物及其它合金负极材料等。

锂电池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。

作为锂离子嵌入的载体,负极材料需满足以下要求:

1、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;

2、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;

3、在插入/脱嵌过程中,负极主体结构没有或很少发生变化;

4、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着变化,可保持较平稳的充电和放电;

5、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;

6、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;

7、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;

8、锂离子在主体材料中有较大的扩散系数,便于快速充放电;

9、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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