锂离子电池的秘密武器十大核心材料大揭秘

导语:

正极材料在锂离子电池中占有较高比例(正负极材料质量比为3:1~4:1),因此正极材料的性能将很大程度地影响电池的性能,其成本也直接决定了电池成本高低。锂离子电池由以下部件组成:正极、负极、电解质、胶粘剂、隔膜、绝缘材料、安全阀等。

正极材料

正極材料是含锂的過渡金屬氧化物或磷化物,如LiCoO2,LiFePO4等;導電聚合物如聚乙炔,聚苯,聚吡咯,聚噻吩,活性硫化合物等;嵌鋰化合物為鋰離子電池重要組成部分。這些材質決定了鋰離子電池能量密度和功率密度。

負極材料

負極材質是可大量儲存鋰離子的碳素材質,如氮化物硅基材質和新型合金。它們決定了循環壽命和安全性能。

電解液

電解液是一種含有無機鹽溶於有機溶劑或者固態載體的一種介質,它在充放電過程中傳輸鍵價電子對並維持電壓平衡,是獲得高能量密度、高功率密度以及良好循環壽命和安全性的關鍵。

胶粘剂

胶粘剂主要作用是使活性物质与集流体发生粘附,并且在生产过程中形成浆状以利于涂布,以保护碳负极在插入锂时体积膨胀的情况。

隔膜纸

隔膜纸多孔性聚烯烃或无纺布,为两个金属箔之间提供物理屏障,将电子传递路径与键价电子传输路径分开,从而保证设备安全运行。

正温度系数端子 (PTC端子)

PTC端子的特点是在正常工作温度下其阻抗小,当温度升至一定临界值时,其阻抗迅速增加,从而限制过大的当前流动,从而保护设备不受过载损害。

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其他组成部分包括负极集流体(通常为铜箔)、导电剂(石墨炭黑)以及外壳(钢铝)。

通过这些关键组件,我们可以更深入地了解锂离子电池如何工作,以及为什么它们如此适用于现代科技产品中的应用。此外,这些信息对于开发更先进、高效的能源储存解决方案至关重要。