鋰離子電池負(fù)極材料的用途

鋰離子電池的負(fù)極活性材料重要為碳材料，其成功之處即在于以碳負(fù)極替代了鋰負(fù)極，從而充放電過程中鋰在負(fù)極表面的沉積和溶解變?yōu)殇囋谔碱w粒中的嵌入和脫出，減少了鋰枝晶形成的可能，大大地提高了電池的安全性，但這并不表示使用碳負(fù)極不存在安全性問題。

負(fù)極活性材料的物化結(jié)構(gòu)性質(zhì)對鋰離子的嵌入和脫出有決定性的影響，使用容易脫嵌的活性材料，充放循環(huán)時，活性材料的結(jié)構(gòu)變化小，而且這種微小變化是可逆的，因此有利于延長充放循環(huán)壽命。

不同的正極材料種類，決定了電池充放電功率的大體范圍。比如，正極材料的晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，顆粒尺寸，摻雜原子，碳包覆工藝，材料的制備方法等。以上因素最終都是通過影響正極材料容納鋰離子的能力和脫嵌嵌入通道的通暢性來影響鋰離子電池的功率密度。

每種正極材料都有其理論能量密度，選擇了一種正極材料，就選擇了電芯能量密度的上限。正極材料的用量設(shè)計(jì)和加工制作過程中的振實(shí)密度也對電芯成品的能量密度出現(xiàn)影響。

影響電芯循環(huán)壽命的因素很多，與正極材料相關(guān)的，重要有正極材料活性物質(zhì)在循環(huán)使用中的損耗，以及充放電過程中，材料結(jié)構(gòu)的崩壞引發(fā)的正極容納鋰離子能力的衰減。而正極材料中的雜質(zhì)成分，比如單質(zhì)鐵和三價鐵，都會與電解液相互用途，出現(xiàn)不良副反應(yīng)，或者造成內(nèi)部微短路。

鋰離子電池的發(fā)展得益于正負(fù)極材料的發(fā)展，隨著鋰離子電池的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大和人們對鋰離子電池性能需求越來越嚴(yán)格，對制備鋰離子電池的正負(fù)極材料的要求會越來越高，這要人們一方面對現(xiàn)有正負(fù)極材料進(jìn)行性能改進(jìn)，另一方面尋求安全性能和循環(huán)性能更加優(yōu)異的替代物。