介绍锂电池的正负极材料选择考虑因素
来源：宝鄂实业
2019-12-27 23:16
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锂电池的正负极材料选择考虑因素有哪些？相比之下，锂电池的正极材料和负极材料对电池性能的影响是很大的，这是大家所关注的。近年来，锂电池的发展速度非常快，正极材料、正极材料、膜和电解质等构成了锂电池的主要部分，其中正极材料占锂电池总成本的40%以上。锂离子电池正极和负极材料的选择是否影响安全?
锂电池正极和负极材料。JPG
锂电池正极材料的选择主要基于以下几个因素
1)具有较高的氧化还原反应电位，使锂离子电池能够达到较高的输出电压;
2)锂含量高，材料堆积密度高，使得锂离子电池具有较高的能量密度;
3)化学反应过程中结构稳定性好，使锂离子电池具有较长的循环寿命;
4)高导电性使锂离子电池具有良好的充放电比性能;
5)化学稳定性和热稳定性好，不易分解和受热，使锂离子电池具有良好的安全性;
6)低廉的价格使得锂电池的成本足够低;
7)制造工艺相对简单，便于大规模生产;
8)对环境污染小，易于回收利用。
锂电池的能量密度、充放电速率、安全性等关键指标主要由阴极材料控制。在阴极材料中，最常用的材料有锂钴酸、锂锰酸、锂铁磷酸盐和三元材料。负极材料一直是锂电池的核心。正极材料的主要选择是可逆的锂离子电池的重要组成部分——嵌入锂的过渡金属氧化物。
锂电池正极材料的选择应考虑以下几个条件
1)层状或隧道状结构，便于锂离子的去包埋;
2)锂离子去包埋无结构变化，充放电可逆性好，循环寿命长;
3)尽量将锂离子嵌入电极内并将其排出，使电极具有较高的可逆容量;
4)氧化还原反应电位低，可与阴极材料结合，使锂电池具有高输出电压;
5)第一不可逆放电比容量小;
6)与电解质、溶剂相容性好;
7)资源丰富，价格低廉;
8)良好的安全;
9)环保。
锂电池的主要负极材料有锡基材料、锂基材料、钛酸锂、碳纳米材料、石墨烯材料等。负极材料是锂电池中锂离子存储的主体，它使锂离子在充放电过程中嵌入并释放。负极是电池放电时电子流出的电极。负极材料主要影响锂电池的一次效率和循环性能等。负极材料的性能也直接影响到锂电池的性能。负极材料约占锂电池总成本的5~15%。
综上所述，近年来，锂电池正极和负极活性材料的研究与开发在国际上非常活跃，并取得了很大的进展。在锂离子电池充放电过程中，材料的晶体结构是否有序，结构是否发生不可逆的变化，是获得高比容量和长循环寿命的关键。
