锂电池负极材料有哪些作用?锂电池对负极材料的要求有哪些?
锂电池对负极材料的要求
负极材料作为锂电池的核心部件,在应用时通常需要满足以下条件:
①嵌锂电位低且平稳,以保证较高的输出电压;
②允许较多的锂离子可逆脱嵌,比容量较高;
③在充放电过程中结构相对稳定,具有较长的循环寿命;
④较高的电子电导率、离子电导率和低的电荷转移电阻,以保证较小的电压极化和良好的倍率性能;
⑤能够与电解液形成稳定的固体电解质膜,保证较高的库仑效率;
锂电池负极材料的作用及发展
锂电池负极材料的能量密度是影响锂电池能量密度的主要因素之一,锂电池的正极材料、负极材料、电解质、隔膜被称为锂电池的四个最核心材料。负极材料是锂离子电池储存锂的主体,使锂离子在充放电过程中嵌入与脱出。负极是电池放电时流出电子的一极,负极材料主要影响锂电池的首次效率、循环性能等,负极材料的性能也直接影响锂电池的性能,负极材料占锂电池总成本5~15%左右。
随着技术的进步,目前的锂离子电池负极材料已经从单一的人造石墨发展到了天然石墨、中间相碳微球、人造石墨为主,软碳/硬碳、无定形碳、钛酸锂、硅碳合金等多种负极材料共存的局面。
负极材料种类上,包括碳系负极、非碳性负极。从技术角度来看,未来锂离子电池负极材料将会呈现出多样性的特点。