關(guān)于鋰離子電池對負(fù)極材料的要求及工藝成本分析

在生活中，你可能接觸過各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你可能并不知道它的一些組成部分，比如它可能含有的鋰離子電池負(fù)極材料，那么接下來讓小編帶領(lǐng)大家一起學(xué)習(xí)鋰離子電池負(fù)極材料。

負(fù)極材料是對鋰離子電池性能起決定性作用的關(guān)鍵材料。 負(fù)極的比容量和工作電壓直接決定了鋰離子電池的能量密度，是最重要的電池材料之一。 由于原料口味和產(chǎn)量的差異，以及石墨化程度的差異，電池工廠要壓低價格變得更加困難。 通過對鋰離子電池負(fù)極材料的工藝成本分析、工藝創(chuàng)新優(yōu)化和產(chǎn)業(yè)鏈整合的解讀，進(jìn)一步降低成本有空間。

鋰離子電池負(fù)極材料工藝成本分析

鋰離子電池由四種主要材料組成：正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜。負(fù)極材料用作鋰離子脫嵌的載體。當(dāng)然，可以作為鋰離子電池負(fù)極材料的材料有很多，包括碳材料、含碳化合物和非碳材料。石墨是碳材料中應(yīng)用最廣泛、性能最穩(wěn)定、電解液相容性更好的負(fù)極材料。

1、正極材料：鋰離子電池的重要構(gòu)成材料包括電解液、隔膜、正負(fù)極材料等，正極材料占比較大(正極材料的質(zhì)量比為3 :1~4:1)，所以正極材料的性能直接影響鋰離子電池的性能，其成本直接決定了電池的成本。

2、負(fù)極材料：目前鋰離子電池負(fù)極材料的研究較多：碳材料、硅基材料、錫基材料、鈦酸鋰、過渡金屬氧化物等，但最多的是工業(yè)化的重要應(yīng)用是碳材料。其中，基于石墨的碳材料在技術(shù)上相對成熟，在安全性和循環(huán)壽命方面具有優(yōu)異的性能，并且便宜且無毒。它們是比較常見的陽極材料。人造石墨通過氧化對天然石墨表面進(jìn)行改性來提高石墨的電性能，是目前最常用、最常用的負(fù)極材料。

3、電解液：在鋰離子電池的性能和穩(wěn)定性方面，電解液一直是重中之重。鋰鹽是電解液制造的重點，目前鋰鹽幾乎被幾家日本公司壟斷。目前，一些國內(nèi)公司還聲稱可以生產(chǎn)用于鋰動力鋰電池的電解質(zhì)或鋰鹽，但是是否可以批量使用它們?nèi)栽谟懻撝?。不過，國內(nèi)已經(jīng)有不少上市公司在實施鋰離子動力鋰電池電解液的產(chǎn)業(yè)化。

4、隔膜：鋰離子動力鋰電池隔膜是一種具有納米級微孔的高分子功能材料。它是電池的重要組成部分。將正負(fù)極隔開，具有電子絕緣性和離子傳導(dǎo)性。同時，它還具有“熱關(guān)斷”的特點。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、電解液的保有量和電池的內(nèi)阻，進(jìn)而影響電池的容量、循環(huán)性能、充放電電流密度、安全性等關(guān)鍵指標(biāo)，但隔膜制備的關(guān)鍵技術(shù)是日本大師。盡管包括部分上市公司在內(nèi)的國內(nèi)一些廠商正著力于研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，但距離鋰動力鋰電池的規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化還有很長的路要走。

鋰離子電池對負(fù)極材料的要求

負(fù)極材料作為鋰離子電池的核心部件，在應(yīng)用時通常要滿足以下條件：

①嵌鋰電位低且穩(wěn)定，保證更高的輸出電壓;

②允許更多的鋰離子可逆地脫嵌，具有更高的比容量;

③充放電時結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，循環(huán)壽命長;

④高電子電導(dǎo)率，離子電導(dǎo)率和低電荷轉(zhuǎn)移電阻，確保小電壓極化和良好的倍率性能;

⑤能與電解質(zhì)形成穩(wěn)定的固體電解質(zhì)膜，保證庫侖效率高;

⑥環(huán)保，在材料生產(chǎn)和實際使用過程中不會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

長期以來，大部分陽極生產(chǎn)企業(yè)都將石墨化工藝外包，且多數(shù)陽極生產(chǎn)企業(yè)位于廣東、上海、福建等沿海省份。在這些地區(qū)建設(shè)石墨化基地的電費成本太高，所以陽極廠家更多希望將石墨化外包給電價較低的內(nèi)陸省份的炭素廠。近年來，為了降低成本，控制產(chǎn)業(yè)鏈上下游，負(fù)極廠商開始建設(shè)或采購石墨化基地，不再依賴外源。

相信通過閱讀上面的內(nèi)容，大家對鋰離子電池負(fù)極材料有了初步的了解，同時也希望大家在學(xué)習(xí)過程中，做好總結(jié)，這樣才能不斷提升自己的設(shè)計水平。