锂电池制造材料有哪些?
锂电池制造材料
锂电池有聚合物锂电池、钴酸锂电池、三元锂电池和磷酸铁锂电池等。它们各自制造使用的主要材料:正极材料、负极材料、隔膜和电解质。
1)在正极材料当中,的材料有钻酸锂,锰酸锂,磷酸铁锂和三元材料(镍钻锰的聚合物)。正极材料占有较大比例(正负极材料的质量比为3:1~4:1),因为正极材料的性能直接影响着锂离子电池的性能,其成本也直接决定电池成本高低。
2)在负极材料当中,目前负极材料主要以天然石墨和人造石墨为主。正在探索的负极材料有氮化物、PAS、锡基氧化物、锡合金、纳米负极材料,以及其他的一些金属间化合物等。负极材料作为锂电池四大组成材料之一,在提高电池的容量以及循环性能方面起到了重要作用,处于锂电池产业中游的环节。
3)市场化的隔膜材料主要是以聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙
(polypropylene,PP)为主的聚烯烃(Polyolefin)类隔膜。锂电池的结构中,隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。
4)电解液一般由高纯度的、电解质锂盐、必要的添加剂等原料,在一定条件下、按一定比例配制而成的。电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用,是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。
锂电池正极材料市场分析
锂电池正极材料市场主要由钻酸锂、三元材料、锰酸锂、磷酸铁锂几种产品占据。日本锂电行业研究机构IIT公司统计数据显示,中国锂电池正极材料中,钻酸锂占49%,三元材料占22%,锰酸锂占16%,磷酸铁锂占6%,其他材料占7%。
目前市场上商业化的正极材料只有钻酸锂。但从性能方面看,钻酸锂循环次数较低,且晶体结构热稳定性差,存在较大的安全隐患,只适宜做小型电池。而磷酸铁锂循环次数达到2000次以上、价格低廉、无毒环保,三元材料和锰酸锂各方面性能也优于钻酸锂,故锰酸锂+三元材料、磷酸铁锂是动力电池领域和超大容量电源的两种主流技术方向。
在两种主流方向中,磷酸铁锂是中国主推的技术,市场热度很高。该产品于1997年引起国内关注,国家“863”计划于次年投入20亿元对其进行研究。但截至目前,产业化尚处于刚起步阶段。国内有60~70家企业完成了磷酸铁锂生产线的购置,总产能近2万吨/年。但工业化批量生产的只有十几家,且生产规模较小,其余的都在中试或试生产阶段。
如何延长锂离子电池的使用寿命
近年来,有观点认为,锂离子电池一旦使用,就应该按照标准时间和程序进行充电,并计算其寿命。如果使用寿命一般为两年左右,无论使用与否,如果储存不当,寿命可能会缩短。现在每个人都在问:长时间充电会缩短电池寿命吗?电池寿命实际上取决于数量的重复充放电,许多人会利用休息时间来充电,电话经常是整个晚上,连续充电和放电锂电池可以500倍左右,随着数量的增加充电时,电池的性能会逐渐消失,然后电池的性能将大大减弱,所以甚至会之前的三倍。应尽量避免在电池中剩余的所有电量都进行充电,充电后电池容量满了会缩短电池寿命,电池待机时间很难不下降。对于锂离子电池来说,不需要使用关机和充电,锂离子电池适合随时使用充电,这是镍氢电池优点之一,你可以很好的利用这个特点。而锂电池充放电一次,循环寿命降低一次。
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