鋰離子電池材料有哪些？鋰離子電池的組成材料介紹

鋰離子電池由以下部件組成正極、負(fù)極、電解質(zhì)、電解質(zhì)鹽、膠粘劑、隔膜、正極引線、負(fù)極引線、中心端子、絕緣材料、安全閥、正溫度系數(shù)端子(PTC端子)、負(fù)極集流體、正極集流體、導(dǎo)電劑、電池殼。

1、正極材料

正極材料是含鋰的過渡金屬氧化物、磷化物如LiCoO2、LiFePO4等，導(dǎo)電聚合物如聚乙炔、聚苯、聚吡咯、聚噻吩、活性聚硫化合物等；嵌鋰化合物正極材料是鋰離子電池的重要組成部分。

正極材料在鋰離子電池中占有較大比例(正負(fù)極材料的質(zhì)量比例為3:1～4:1)，因此正極材料的性能將很大程度地影響電池的性能，其成本也直接決定電池成本高低。

2、負(fù)極材料

負(fù)極材料是可大量儲鋰的碳素材料，氮化物，硅基材料，錫基材料，新型合金等；鋰離子電池與二次鋰電池的最大不同在于前者用嵌鋰化合物代替金屬鋰作為電池負(fù)極，因此鋰離子電池的研究開發(fā)，很大程度上就是負(fù)極嵌鋰化合物的研究開發(fā)。

3、電解質(zhì)

電解質(zhì)是鋰鹽的有機(jī)溶液，聚合物，無機(jī)固體；電解質(zhì)作為電池的重要組成部分，在正、負(fù)極之間起到輸送離子和傳導(dǎo)電流的作用，選擇合適的電解質(zhì)是獲得高能量密度和功率密度、長循環(huán)壽命和安全性能良好的鋰離子電池的關(guān)鍵。

4、膠粘劑

膠粘劑是含氟聚合物，乙丙橡膠，碳基材料，硅膠基凝膠，放射性交聯(lián)聚合物等；膠粘劑主要作用是粘附活性物質(zhì)；使活性物質(zhì)與集流體發(fā)生粘附；在充放電過程中起保存粘附活性物質(zhì)及使活性物質(zhì)與集流體發(fā)生粘附；在生產(chǎn)過程中形成漿狀以利于涂布；對碳負(fù)極在插入鋰時(shí)體積發(fā)生膨脹進(jìn)行緩解。

5、隔膜材料

隔膜材料是多孔性聚烯烴，聚酰胺無紡布等；鋰離子電池隔膜紙?jiān)阡囯x子電池中的作用是把正負(fù)極材料隔離。隔膜紙的質(zhì)量直接地影響了電池的安全性能及容量等。

6、正溫度系數(shù)端子

正溫度系數(shù)端子(PTC端子)是導(dǎo)電性填料與聚合物的復(fù)合材料；正溫度系數(shù)端子可防止電池電流過大。正常溫度下，正溫度系數(shù)端子的電阻很小，但是當(dāng)溫度達(dá)到120℃左右時(shí)，電阻突然增大，導(dǎo)致電流迅速下降。當(dāng)溫度下降以后，正溫度系數(shù)端子的電阻又變小，又可以正常充放電。

7、負(fù)極集流體材料

負(fù)極集流體材料是銅箔，銅網(wǎng)，不銹鋼網(wǎng)，其他金屬網(wǎng)；負(fù)極集流體材料一般用銅箔(10μm～20μm厚)。銅箔作為一種有色金屬箔體材料，用于鋰電池負(fù)極集流體，主要要求其以下三項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)(1)厚度(8μm～12μm)；(2)拉伸強(qiáng)度( >30kg/mm2)；(3)延伸率( >5%)

8、正極集流體材料正極集流體材料是鋁箔等；正極集流體材料一般用鋁箔(20μm厚)。

9、導(dǎo)電劑由于活性材料的電導(dǎo)率低，一般加入導(dǎo)電劑以加速電子的傳遞，同時(shí)也能有效提高鋰離子在電極材料中的遷移速率。常用的導(dǎo)電劑為石墨，炭黑，乙炔黑，膠體碳。

10、電池殼電池殼是鋼，鋁等材料。