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鋰離子電池的性能重要取決于所用電池內(nèi)部材料的結(jié)構(gòu)和性能。這些電池內(nèi)部材料包括負(fù)極材料、電解質(zhì)、隔膜和正極材料等。其中正、負(fù)極材料的選擇和質(zhì)量直接決定鋰離子電池的性能與價(jià)格。因此廉價(jià)、高性能的正極材料、負(fù)極材料的研究一種是鋰離子電池行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。
鋰離子電池材負(fù)極材料是電池在充電過(guò)程中，鋰離子和電子的載體起著能量的儲(chǔ)存與釋放的作用。在電池成本中負(fù)極材料約占了5%-15%，是鋰離子電池的重要原材料之一。
全球鋰離子電池負(fù)極材料銷(xiāo)量約十余萬(wàn)噸，產(chǎn)地重要為我國(guó)和日本，根據(jù)現(xiàn)階段新能源汽車(chē)上升趨勢(shì)，對(duì)負(fù)極材料的需求也將呈現(xiàn)一個(gè)持續(xù)上升的狀態(tài)。目前全球鋰離子電池負(fù)極材料仍然以天然/人造石墨為主，新型負(fù)極材料如中間相炭微球、鈦酸鋰、硅基負(fù)極、HC/SC、金屬鋰也在快速上升中。
鋰離子電池正極材料占有較大比例(正負(fù)極材料的質(zhì)量比為3：1~4：1)，因?yàn)檎龢O材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能，其成本也直接決定電池成本高低。
鋰嵌入到正極材料或者從正極材料中脫嵌，伴隨著晶相變化。因此鋰離子電池的電極膜都要求很薄，一般為幾十微米的數(shù)量級(jí)。正極材料的嵌鋰化合物是鋰離子電池中鋰離子的臨時(shí)儲(chǔ)存容器。為了獲得較高的單體電池電壓，傾向于選擇高電勢(shì)的嵌鋰化合物。
鋰離子電池正極材料和負(fù)極材料的差別
鋰離子電池正極材料和負(fù)極材料的重要差別是電位的不同。正極材料的電位較高，負(fù)極材料的電位較低，這樣才能形成較大的電位差，是電池構(gòu)成的重要前提。負(fù)極重要是用的石墨，是C的一種，正極使用的過(guò)度金屬的氧化物，如鈷酸鋰或者是錳酸鋰，磷酸鐵鋰等。
一、鋰離子電池對(duì)正極材料的基本要求
1、材料自身電位高，這樣才能與負(fù)極材料之間形成較大的電位差，帶來(lái)高能量密度的電芯設(shè)計(jì)。
2、材料比表面積大，有大量的嵌鋰位置，而且鋰離子的嵌入通道相對(duì)較短，則嵌入和脫嵌更容易。
3、材料的擴(kuò)散系數(shù)大，較強(qiáng)的嵌入和脫嵌的能力，這樣鋰離子才能在材料內(nèi)部迅速移動(dòng)，這是影響電芯內(nèi)阻的因素，也是影響功率特性的因素。
二、鋰離子電池對(duì)負(fù)極材料的基本要求
1、允許較多的鋰離子可逆脫嵌，比容量較高。
2、在充放電過(guò)程中結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，具有較長(zhǎng)的循環(huán)壽命。
3、能夠與電解液形成穩(wěn)定的固體電解質(zhì)膜，保證較高的庫(kù)侖效率。
正極材料是鋰離子電池中最為關(guān)鍵的原材料，決定了電池的安全性能和電池能否大型化，鋰離子電池正極材料的發(fā)展引領(lǐng)了鋰離子電池的發(fā)展。隨著整個(gè)市場(chǎng)對(duì)高容量、高功率負(fù)極材料需求的逐步提升以及新一代負(fù)極材料制備工藝的逐漸成熟，市場(chǎng)重心也會(huì)逐步向新一代負(fù)極材料偏移。
(原標(biāo)題：鋰離子電池正極材料和負(fù)極材料有哪些區(qū)別？)
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