鋰電池正負極材料成分,有什么危害

來源：存能電氣  日期：2019-05-06 09:53  瀏覽量：次

　　鋰電池正負極材料成分，有什么危害？鋰電池一般是由正極材料、負極材料、隔膜、電解質(zhì)、電芯制造與電池封裝。正極材料一直是鋰離子電池核心，它的選擇直接決定了電池性能的高低。負極材料，是電池在充電過程中，鋰離子和電子的載體，起著能量的儲存與釋放的作用。在鋰電池成本中，負極材料約占了5%-15%,是鋰離子電池的重要原材料之一。

　　鋰電池正極材料主要成分

　　正極材料的安全性，能量密度和功率密度是當前不同車型對鋰電池類型做出取舍的基本依據(jù)。常見的正極材料有：鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等。

　　1、鈷酸鋰：首個成功商業(yè)化的鋰離子電池正極材料。由于有鈷資源相對貧乏、價格較高、對環(huán)境有毒性等缺點，再加上該材料安全性能較差、容量相對較低，大大限制了其廣泛的應用和長遠的發(fā)展。目前鈷酸鋰材料電池主要用于數(shù)碼電池中。

　　2、錳酸鋰：主要為尖晶石型錳酸鋰。相較鈷酸鋰，具有資源豐富、價格便宜、對環(huán)境污染小且安全性能優(yōu)良等特點。但尖晶石的結(jié)構很難保持完整性，循環(huán)性較差，高溫循環(huán)中錳在電解液中的溶解和Jahn-Teller效應也導致材料的容量衰減嚴重。

　　3、磷酸鐵鋰：原料豐富、價格相比其他材料來比較低廉、對環(huán)境友好，加上較好的循環(huán)性能和高安全性使得其率先在電動汽車上得到了應用。但是磷酸鐵鋰材料的導電性較差，振實密度較低，導致體積能量密度較低，限制了其進一步的應用。

　　4、三元材料：受鈷酸鋰的金屬元素摻雜改性的啟發(fā)，多元金屬復合氧化物-三元材料LiNi1-x-yCoxNyO2得到快速發(fā)展。三元材料結(jié)合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰(鋁酸鋰)的優(yōu)點，形成了三元共溶體，可以充分發(fā)揮三個組元的作用。

　　鋰電池負極材料主要成分介紹

　　1.碳材料

　　碳材料負極是一個總稱，一般可分為5大類：石墨、硬炭、軟炭、碳納米管和石墨烯。石墨又可分為人造石墨、天然石墨、中間相炭微球。

　　2、天然石墨負極

　　天然石墨負極由天然石墨加工而成，國內(nèi)石墨資源儲量和產(chǎn)量豐富，開采成本較低。天然石墨具有比較完整的石墨片層結(jié)構和很高的石墨化度，適合鋰離子在其中脫嵌和穿梭，并且。缺點為天然石墨未經(jīng)改性循環(huán)性能較差。

　　3.人造石墨負極

　　人造石墨負極為炭材料加工而來,它是將易石墨化的軟炭材料經(jīng)2500℃以上高溫石墨化處理制成,此時碳材料內(nèi)部二次粒子以隨機方式進行排列,存在大量孔隙結(jié)構,這有利于電解液的滲透和鋰離子咋負極中的脫嵌穿梭,因此人造石墨負極材料能提高和增加鋰電池的快速充放電速度和次數(shù)。

　　4.軟碳

　　軟碳，在高溫條件(>2500℃)下處理可以石墨化結(jié)構的無定形碳。軟碳材料的突出優(yōu)點是可逆比容量高，一般大于300mAh/g，與有機溶劑相容性較好，因此鋰電池的循環(huán)穩(wěn)定性好，較適合大電流密度的鋰電池充放電。

　　5、碳納米管

　　碳納米管是一種具有較完整石墨化結(jié)構的特殊碳材料，其自身具有優(yōu)良的導電性能和高的導熱系數(shù)。因其結(jié)構特殊，導致負極在脫嵌鋰時深度小、行程短、速度快，并且在大倍率大電流充放電時極化作用較小，可對提高鋰電池電池的大倍率快速充放電性能很有幫助。

　　鋰電池有什么危害？

　　鋰電池相比如鉛酸、鎳鉻、鎳氫等傳統(tǒng)電池，不產(chǎn)生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質(zhì)，相對污染較小。且其電解液為有機溶劑和鋰鹽，大多為無毒或低毒；但鋰電池分解或水解產(chǎn)物為氫氟酸和其它含氟化合物，具有一定腐蝕性和毒性。

　　鋰電池在正常使用過程中對人體和環(huán)境都是沒有危害的，但是報廢的鋰電池如果處理不當?shù)脑挘瑫Νh(huán)境造成危害，然后通過環(huán)境作用到周邊的生物及人體。這主要是因為鋰離子電池中含有的六氟磷酸鋰、聚丙二乙烯(醇)等化學物質(zhì)會對環(huán)境造成有機污染。另外其含有的鈷等重金屬元素，也會對環(huán)境會造成危害。

　　以上就是鋰電池正負極材料介紹，相對來講,鋰離子電池的正、負極材料對電池性能的影響比較大,是大家比較關心的方面。