鉅大LARGE | 彈窗量(liang):623次 | 202多年06月(yue)27日
鋰離子電池的正負極材料的選擇是否會影響安全性么
鋰離子電池的(de)(de)內(nei)部組成主(zhu)要(yao)(yao)為正(zheng)極|電(dian)解(jie)質(zhi)|隔膜(mo)|電(dian)解(jie)質(zhi)|負極,在此基礎上再進行極耳(er)的(de)(de)焊接,外包裝的(de)(de)包裹等步驟最終形(xing)成一(yi)只完整的(de)(de)電(dian)芯。電(dian)芯再經過(guo)(guo)初始的(de)(de)充(chong)放電(dian),化成分容排氣等步驟以后,就(jiu)可以出廠使用(yong)了。這個過(guo)(guo)程的(de)(de)第一(yi)步,是材料的(de)(de)選擇。影響材料的(de)(de)安全性因(yin)素主(zhu)要(yao)(yao)是其(qi)本征的(de)(de)軌(gui)道能量、晶體結構和(he)材料的(de)(de)性狀。
正極材料
正極活性材料在電池中的主要作用是貢獻比容量和比能量,其本征電極電勢對安全性有一定的影響。例如,近年來,中國已經將低電壓材料LiFePO4(磷酸鐵鋰)作為動力電池的(de)(de)正極(ji)(ji)材料廣泛應(ying)用(yong)于交(jiao)通(tong)工具(例如(ru)(ru)混合式(shi)動(dong)力(li)車(che)(che)HEV,電(dian)(dian)動(dong)車(che)(che)EV)和儲能(neng)(neng)設備(例如(ru)(ru)不(bu)(bu)間斷(duan)電(dian)(dian)源UPS)中(zhong),但是(shi)(shi)(shi)LiFePO4在眾(zhong)多材料中(zhong)所展現(xian)出(chu)來的(de)(de)安全(quan)性(xing)優(you)勢實際(ji)是(shi)(shi)(shi)以犧牲能(neng)(neng)量密度為代價的(de)(de),也就是(shi)(shi)(shi)說會制約其使(shi)用(yong)者(如(ru)(ru)EV,UPS)的(de)(de)續(xu)航能(neng)(neng)力(li)。而像NMC(LiNixMnyCo1-x-yO2)等(deng)三(san)元材料雖然在能(neng)(neng)量密度上表(biao)現(xian)優(you)異,但是(shi)(shi)(shi)作為動(dong)力(li)電(dian)(dian)池的(de)(de)理想正極(ji)(ji)材料,安全(quan)性(xing)問題一(yi)直得不(bu)(bu)到完善的(de)(de)解決。為了研(yan)究(jiu)正極(ji)(ji)材料的(de)(de)熱(re)行為,研(yan)究(jiu)者們都做(zuo)了很多工作,發現(xian)本(ben)征電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)勢和晶體(ti)結(jie)構是(shi)(shi)(shi)影響其安全(quan)性(xing)的(de)(de)主(zhu)要因素(su),如(ru)(ru)電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)位μC和電(dian)(dian)解液(ye)的(de)(de)電(dian)(dian)化(hua)學(xue)窗(chuang)口最高占(zhan)據(ju)軌道HOMO是(shi)(shi)(shi)否(fou)完美匹配,晶格中(zhong)能(neng)(neng)否(fou)順(shun)利同(tong)時通(tong)過多個鋰離子……通(tong)過對(dui)材料種類的(de)(de)選(xuan)擇和元素(su)的(de)(de)摻雜可(ke)以增(zeng)強正極(ji)(ji)活性(xing)材料的(de)(de)安全(quan)性(xing)能(neng)(neng)。
負極材料