锂离子電(diàn)池材料有(yǒu)哪些?锂离子電(diàn)池的组成材料介绍
锂离子電(diàn)池由以下部件组成:正极、负极、電(diàn)解质、電(diàn)解质盐、胶粘剂、隔膜、正极引線(xiàn)、负极引線(xiàn)、中心端子、绝缘材料、安全阀、正温度系数端子(PTC端子)、负极集流體(tǐ)、正极集流體(tǐ)、导電(diàn)剂、電(diàn)池壳。
1、正极材料
正极材料是含锂的过渡金属氧化物(wù)、磷化物(wù)如LiCoO2、LiFePO4等,导電(diàn)聚合物(wù)如聚乙炔、聚苯、聚吡咯、聚噻吩、活性聚硫化合物(wù)等;嵌锂化合物(wù)正极材料是锂离子電(diàn)池的重要组成部分(fēn)。
正极材料在锂离子電(diàn)池中占有(yǒu)较大比例(正负极材料的质量比例為(wèi)3:1~4:1),因此正极材料的性能(néng)将很(hěn)大程度地影响電(diàn)池的性能(néng),其成本也直接决定電(diàn)池成本高低。
2、负极材料
负极材料是可(kě)大量储锂的碳素材料,氮化物(wù),硅基材料,锡基材料,新(xīn)型合金等;锂离子電(diàn)池与二次锂電(diàn)池的最大不同在于前者用(yòng)嵌锂化合物(wù)代替金属锂作為(wèi)電(diàn)池负极,因此锂离子電(diàn)池的研究开发,很(hěn)大程度上就是负极嵌锂化合物(wù)的研究开发。
3、電(diàn)解质
電(diàn)解质是锂盐的有(yǒu)机溶液,聚合物(wù),无机固體(tǐ);電(diàn)解质作為(wèi)電(diàn)池的重要组成部分(fēn),在正、负极之间起到输送离子和传导電(diàn)流的作用(yòng),选择合适的電(diàn)解质是获得高能(néng)量密度和功率密度、長(cháng)循环寿命和安全性能(néng)良好的锂离子電(diàn)池的关键。
4、胶粘剂
胶粘剂是含氟聚合物(wù),乙丙橡胶,碳基材料,硅胶基凝胶,放射性交联聚合物(wù)等;胶粘剂主要作用(yòng)是:粘附活性物(wù)质;使活性物(wù)质与集流體(tǐ)发生粘附;在充放電(diàn)过程中起保存粘附活性物(wù)质及使活性物(wù)质与集流體(tǐ)发生粘附;在生产过程中形成浆状以利于涂布;对碳负极在插入锂时體(tǐ)积发生膨胀进行缓解。
5、隔膜材料
隔膜材料是多(duō)孔性聚烯烃,聚酰胺无纺布等;锂离子電(diàn)池隔膜纸在锂离子電(diàn)池中的作用(yòng)是把正负极材料隔离。隔膜纸的质量直接地影响了電(diàn)池的安全性能(néng)及容量等。
6、正温度系数端子
正温度系数端子(PTC端子)是导電(diàn)性填料与聚合物(wù)的复合材料;正温度系数端子可(kě)防止電(diàn)池電(diàn)流过大。正常温度下,正温度系数端子的電(diàn)阻很(hěn)小(xiǎo),但是当温度达到120℃左右时,電(diàn)阻突然增大,导致電(diàn)流迅速下降。当温度下降以后,正温度系数端子的電(diàn)阻又(yòu)变小(xiǎo),又(yòu)可(kě)以正常充放電(diàn)。
7、负极集流體(tǐ)材料
负极集流體(tǐ)材料是铜箔,铜网,不锈钢网,其他(tā)金属网;负极集流體(tǐ)材料一般用(yòng)铜箔(10μm~20μm厚)。铜箔作為(wèi)一种有(yǒu)色金属箔體(tǐ)材料,用(yòng)于锂電(diàn)池负极集流體(tǐ),主要要求其以下三项技术指标:(1)厚度(8μm~12μm);(2)拉伸强度( >30kg/mm2);(3)延伸率( >5%)
8、正极集流體(tǐ)材料:正极集流體(tǐ)材料是铝箔等;正极集流體(tǐ)材料一般用(yòng)铝箔(20μm厚)。
9、导電(diàn)剂:由于活性材料的電(diàn)导率低,一般加入导電(diàn)剂以加速電(diàn)子的传递,同时也能(néng)有(yǒu)效提高锂离子在電(diàn)极材料中的迁移速率。常用(yòng)的导電(diàn)剂為(wèi)石墨,炭黑,乙炔黑,胶體(tǐ)碳。
10、電(diàn)池壳:電(diàn)池壳是钢,铝等材料。