一個(gè)電池有正極,也有負(fù)極,這是肯定的,負(fù)極材料在鋰電池中也非常的重要。
要成為鋰電池的負(fù)極材料,要滿足什么樣的條件呢?
鋰電池的充放電過程,其實(shí)就是鋰離子移動(dòng)的過程,當(dāng)鋰離子充電時(shí)正極材料移動(dòng)到負(fù)極材料的時(shí)候,這是充電過程,負(fù)極材料能嵌入更多鋰離子,那么這電池的容量就是越大的。
所以第一個(gè)條件,那就是必須負(fù)極材料結(jié)構(gòu)上要有非常大的空間讓鋰離子嵌入來。這就要求負(fù)極材料物理結(jié)構(gòu)有網(wǎng)狀型的或者層狀型的。比如現(xiàn)在使用最多的負(fù)極材料是碳材料,包括天然石墨或者人工合成石墨,碳大家都知道,有吸附能力,其實(shí)就是碳里面是層狀的,有非常多的空間讓鋰離子嵌入的。
第二個(gè)條件,那就是負(fù)極材料要有結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。千萬不能讓鋰離子離開的時(shí)候又有什么化學(xué)變化了。保證鋰電池的電壓穩(wěn)定性和延長鋰電池的壽命。
第三條件,化學(xué)性質(zhì)來說要有抗氧化性。不會(huì)與電解液,正極材料發(fā)生化學(xué)變化。這樣的鋰電池才安全,穩(wěn)定,長久。
第四個(gè)條件,當(dāng)然是安全,環(huán)保,價(jià)格低,這個(gè)跟正極材料的要求是一樣的。
第五個(gè)條件,也要壽命長。
正是上面這些要求,目前市場上的負(fù)極材料主要是兩種,一個(gè)是碳材料,比如天然石墨,人工合成石墨。一個(gè)是尖晶石,尖晶石的化學(xué)方式我忘記了,大家如果要深入研究,可以百度一下來學(xué)習(xí)。目前尖晶石相對(duì)碳材料來說,安全性可能會(huì)更好,但是有一個(gè)缺點(diǎn),那就是抗氧化性沒有碳材料好,有可能跟電池里面的電解液有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),有時(shí)候會(huì)發(fā)脹的,這個(gè)目前也是需要解決的問題,一旦解決這個(gè)問題,尖晶石一定會(huì)得到很好的推廣。
目前也有不少公司在研究合金類的負(fù)極材料,但合金類負(fù)極材料跟尖晶石一樣,抗氧化性弱一點(diǎn),可能跟電解液有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),所以也有不少公司研究合金與碳材料的結(jié)合,以后負(fù)極材料還有肯定變化,這都要求大家有研發(fā)的能力。
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鋰電池
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