
锂离子电池是一种常见的可充电电池,广泛用于移动设备、电动汽车和储能系统。它由各种电池材料组成,每种材料都有特定的功能。以下是涉及的主要电池材料的概述:
负极材料:
石墨:石墨是最常见的负极材料,能够在充电和放电循环期间嵌入锂离子。但是,它的储能密度相对较低。
硅:硅提供更高的储能密度,但其在循环过程中的膨胀和收缩趋势会导致电池结构损坏。目前正在进行研究以提高硅材料的稳定性。
正极材料:
磷酸铁锂 (LiFePO4):LiFePO4 是一种安全稳定的正极材料,具有更长的循环寿命,尽管储能密度相对较低。
锰酸锂 (LiMn2O4):LiMn2O4 具有良好的热稳定性和循环寿命,使其适用于电动工具等大功率应用。
钴酸锂 (LiCoO2):LiCoO2 在储能密度方面表现出色,但由于其高成本和对环境的影响,研究的重点是减少或替代钴的使用。
镍钴锰 (NCM) 和镍钴铝 (NCA):这些混合材料在储能密度、循环寿命和安全性之间取得了平衡,广泛用于电动汽车等。

电解质:
聚合物电解质:在一些锂离子聚合物电池中,聚合物电解质被用作传统液体电解质的替代品,以提高安全性和灵活性。
液体电解质:常见的液体电解质是含有锂盐的有机溶液,可促进锂离子在阳极和阴极之间的转移。
固态电解质:它以固体形式发挥作用,以促进正极和负极之间的电荷转移。固态电解质需要具有高离子电导率和低电子电导率。固态电解质一般可分为无机固体电解质、固体聚合物电解质和无机-有机复合固体电解质。
分隔符:
隔膜可防止正极和负极之间短路,同时允许锂离子在电解液内转移。
集流器:
集流体包含在铜箔、铝箔、极耳等上,它们将电流从电极引导到外部电路。
箱:
电池的外壳按包装类型分为棱柱形、圆柱形和小袋形;按材质分,有钢、铝、铝模压膜等。它们的主要功能是将电池材料包装在一起;抑制电池极化,降低热效应,提高倍率性能;大大降低了电池的内阻,并显著降低了配置过程中的动态内阻增加;提高活性材料与集流体之间的附着力,降低极耳的制造成本
电解质添加剂:
电解质添加剂可增强电池的性能和稳定性,例如延长循环寿命和抑制极化。
磁带:
胶带也是电池材料中不可缺少的辅助材料,主要用于粘接、绝缘、保护等功能。类型有:端部固定胶带、HMA胶带、保护膜、PET保护膜、保护膜、补锂离型膜、刻码胶带、膨胀胶带、膨胀胶带、EV保护膜、PU灌封胶、动力电池结构胶、UV离型胶、UV离型膜等。
其他辅助材料:
电池还包括导电添加剂、粘合剂和密封材料等辅助材料,以保持电池内部结构的完整性和稳定性。
在市场分布方面,不同的锂离子电池材料在不同的应用领域占据不同的市场份额。电动汽车市场是一个重要的应用领域,对高能量密度和延长循环寿命的电池材料有大量需求。移动设备市场寻求轻便紧凑的电池,从而推动了对高能量密度材料的需求。此外,储能系统和航空航天等行业正在逐渐采用锂离子电池技术。
值得注意的是,锂离子电池技术在不断发展,新材料和新技术可能会进入市场,以提高电池的性能、安全性和可持续性。