分析锂离子电池正极材料的研究进展
来源：宝鄂实业
2019-12-08 22:38
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锂离子电池正极材料的研究方向与进展。负极材料在锂离子电池中占有重要的地位，因此对负极材料的研究成为近年来的研究热点。现有的锂离子电池大多不具备比容量大、充电效率高、循环寿命长等优点，实际容量远远小于理论容量。因此，技术创新迫在眉睫，开发性能优异的新型锂离子电池电极材料是当前研究的热点。
锂离子电池正极材料的研究方向
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负极材料是决定锂离子电池性能的关键因素之一。目前商用锂离子电池正极材料主要有:(2)无序碳材料，包括硬碳和软碳;(3)钛酸锂材料;(4)硅基材料，主要分为碳包层硅氧化物复合材料、纳米硅碳复合材料、非晶硅合金。
随着经济和技术的快速发展，电子产品的普及程度达到了历史上的最高水平。电动汽车作为重要的应用领域之一，其发展带动了电池性能的提高，也对电池提出了更高的要求，包括能量密度的提高和循环寿命的延长。目前，负极材料的研究主要集中在新型碳材料、硅材料、锡材料和氧化物负极材料。
与传统碳材料相比，石墨作为一种传统碳材料，被广泛用作锂离子电池的负极材料，但其理论容量相对较低，越来越不能满足锂离子电池的发展需求。碳纳米管、石墨烯等新型碳材料由于其特殊的一维和二维柔性结构，良好的导热性和导电性，在锂离子电池的应用中具有巨大的潜力。
与其他锂电池负极材料相比，硅负极材料具有很高的比容量。然而，硅在充放电过程中的高膨胀率限制了其在负极材料中的应用。
锡和锂可以合金化形成各种金属间化合物LixSn (x=0.4, 1.0, 2.33, 2.5, 2.6, 3.5, 4.4)，是一种很有前途的锂离子电池正极材料。
锂离子电池正极材料的研究进展
优质石油焦由针状石油焦具有一系列的优点,如热膨胀系数低、低孔隙度、低硫、低灰分、低金属含量、高电导率和简单的石墨化,所以它被认为是一种高品质的锂离子电池阴极材料。
尽管硅基负极材料因其比容量高等优点被认为是下一代锂离子电池的负极材料，具有广阔的应用前景，但其商业应用并不顺利。充放电过程中产生的巨大体积变化，不仅改变了材料结构，也带来了各种负面影响，导致电池快速失效。
硅基阳极材料的改性主要集中在三个方面:如何解决体积效应，保持SEI膜的稳定性，提高第一库仑效率。目前报道的主要措施有:纳米结构硅及其尺寸设计、硅复合材料及其结构设计、新型粘合剂、新型电解质/电解质添加剂、预锂材料等。
阴极材料约占电池成本的5%-15%，是锂离子电池的重要原料之一。随着科学技术的不断进步，碳阳极材料已不再是唯一的选择。金属锂负极、钛酸锂负极、合金负极等，这些材料的一些应用并不十分完善，但都朝着锂离子电池大容量、高循环次数、高放电率的方向发展。
