关于锂离子电池首要资料的挑选要求

锂离子电池首要资料的挑选要求

作为锂离子电池的首要资料 （负极资料、正极资料和电解质），其挑选必须有必定的要求。

一、负极资料的挑选要术：

自从锂离子电池诞生以来，研讨的有关负极资料首要有以下几种：石墨化炭资料、无定形炭资料、氮化物、硅基资料、锡基资料、新式合金、纳米氧化物和其化资料。作为锂离子电池负极资料，要求有以下功用：

1、 锂离子在负极基体中的刺进氧化康复电位尽可能低，接近金属锂的电位，从而使电池的输出电压高；

2、 在基体中许多的锂能够发作可逆刺进和脱插应可逆，以和到高容量密度，即可逆的X值尽可能大； 

3、 在整个刺进/脱插过程中，锂的刺进和脱插应可逆，且主体结构没有或很少发作改动，这样可保证出色的循环功用； 

4、 氧化康复电位随X的改动应该尽可能小，这要电池的电压不会发作显着改动，可坚持较平稳的充电和放电； 

5、 刺进化合物应有较好的电子电导率和离子电导率，这样可削减极化，并能进行大电流充放电；

6、 主体资料具有出色的外表结构，能够一液体电解质构成出色的SEI膜：

7、 刺进化合物在整个电压规模内具有出色的化学安稳性，在构成SEI膜后不与电解质等发作反响；

8、 锂离子在主休材猜中有较大的扩散系数，便于快速充放电；

9、 从有用角度而言，主体资料应该廉价，对环境无污染等。

二、正极资料的挑选要求

锂离子电池正极资料一般为嵌入化合物，作为理想的正极资料，锂嵌入化合物应具有以下功用；

1、 金属离子Mn+1在嵌入化合物LixMyXz中应有较高的氧化康复电位，从而使电池的输出电压高；

2、 在嵌入化合物LixMyXz中许多的锂能够发作可逆嵌和脱嵌，以得到高容量，即X值尽可能大；

3、 在整过嵌入/脱嵌过程中，锂的嵌入和脱嵌应可逆，且主体结构没有或很少发作改动，这要能够保证出色的循环功用；

4、 氧化康复电位随X的改动应该尽可能小，这要电池的电压不会发作显着改动，可坚持较平稳的充电和放电； 

5、 嵌入化合物应有较好的电子电导率和离子电导率，这样可削减极化，并能进行大电流充放电；

6、 刺进化合物在整个电压规模内应化学安稳性好，不与电解质等发作反响；

7、 锂离子在电极材猜中有较大的扩散系数，便于快速充放电；

8、 从有用角度而言，嵌入化合物应该廉价，对环境无污染等。

作为锂离子正极资料的氧化物，常见的有氧化钴锂、氧化镍锂、氧化锰锂和钒的氧化物，其它正极资料如铁的氧化物、其它金属的氧化物、5V正极资料以及多阴离子正极资料（现在研讨的首要为磷酸亚铁锂：LiFePO4）等也进行了研讨。在这几种正极资料的原材猜中，钴最贵，其次为镍，最廉价的为锰和钒，因而正极资料的价格基本上也与该行情一致。这种在极资料的结构首要是层状结构和尖晶石结构。

三、电解质的挑选要求

现在运用和研讨的电解质包含液体电解质、全固态电解质和凝胶型聚合物电解质。

液体电解质

用于锂离子电池系统的有机电解质，首要应该满足下述条件：

1， 锂离子电导率高，在较宽的温度规模内电志率在3*10-3----2810-2S/cm;

2， 热安稳性好，在较宽的规模内不发作分解反响；

3， 电化学窗口宽，即在较宽的电压规模内安稳，关于锂离子电池而言，要安稳到4.5V；

4， 化学安稳性高，即与电池系统的电极资料 如正极、负极、集电体、聖膜、黏合剂等基本上不发作反响；

5， 在较宽的温度规模内为液体，一般期望该规模为-40---700C；

6， 对离锂子具有较好的溶剂化功用；

7， 没有毒性，蒸气压低，运用安全；

8， 尽量能促进电极可逆反响的进行；

9， 关于产品锂离子电池，制备简略，成本低也是一个重要的考滤要素。

在上述要素中最重要的是安全性、长时间安稳性和反响速率。有机电解溶液有机溶剂和电解质锂盐两部分组成。因而这些影响要素应该从三信方面来查询；有机溶济、电解质锂盐及戎其组成的电解液。

关于有机溶剂而言，首要是查询闪点、挥发性、毒性和电池在乱用状况下同其他电池资料的反响等问题。同于锂离子电池具有较高电压（一般为4-4.5V），还要求电解溶液应该具有满足的氧化安稳性。关于安稳性而言，首要是不与电池的活性电极资料发作反响，或许能在电极外表反响构成一个离了通过性非常好的膜，这就要求离子具有较高的淌度并且能发作配位作用构成溶剂络合物，从而使锂离子的迁移数小于0.5，因而，下降锂离了的极化效应对锂离子迁移数的影响以及进步电解液的导电性是挑选溶剂的一个重要规范。

关于锂离子电池常用的电解质锂盐而言，首要包含热安稳性好、电化学安稳性好、离了电导率高、价格低、制备简略、对环境污染少等方面。

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