大家好，今天小編關(guān)注到一個(gè)比較有意思的話題，就是關(guān)于鋰電池負(fù)極原材料的問題，于是小編就整理了4個(gè)相關(guān)介紹鋰電池負(fù)極原材料的解答，讓我們一起看看吧。
鋰離子電池的負(fù)極材料有哪些？
目前正在大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的是碳負(fù)極材料，石墨材料（包括人工石墨和天然石墨）以及中間相碳微球等 未來發(fā)展方向目前有兩個(gè)大的潮流，一個(gè)是鈦酸鋰材料，被稱為零應(yīng)變材料 另一個(gè)方向是硅基材料，硅基材料，理論容量非常大，是高能量密度電池的選擇，但是目前硅基材料在充放電過程中體積變化特別大，限制了其應(yīng)用。
為什么鋰電池正極是銅負(fù)極用鋁？
原因有以下三點(diǎn)：
一是銅鋁箔導(dǎo)電性好，質(zhì)地軟，價(jià)格便宜。我們都知道，鋰電池工作原理是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一種電化學(xué)裝置，那么在這個(gè)過程中，我們需要一種介質(zhì)把化學(xué)能轉(zhuǎn)化的電能傳遞出來，這里就需要導(dǎo)電的材料。而在普通材料中，金屬材料是導(dǎo)電性最好的材料而在金屬材料里價(jià)格便宜導(dǎo)電性又好的就是銅箔和鋁箔。同時(shí)，在鋰電池中，我們主要有卷繞和疊片兩種加工方式。相對于卷繞來說，需要用于制備電池的極片具有一定的柔軟性，才能保證極片在卷繞時(shí)不發(fā)生脆斷等問題，而金屬材料中，銅鋁箔也是質(zhì)地較軟的金屬。最后就是考慮電池制備成本，相對來說，銅鋁箔價(jià)格相對便宜，世界上銅和鋁元素資源豐富。
二是銅鋁箔在空氣中也相對比較穩(wěn)定。鋁很容易跟空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在鋁表面層生成一層致密的氧化膜，阻止鋁的進(jìn)一步反應(yīng)，而這層很薄的氧化膜在電解液中對鋁也有一定的保護(hù)作用。銅在空氣中本身比較穩(wěn)定，在干燥的空氣中基本不反應(yīng)。
三是鋰電池正負(fù)極電位決定正極用鋁箔，負(fù)極用銅箔，而非反過來。正極電位高，銅箔在高電位下很容易被氧化，而鋁的氧化電位高，且鋁箔表層有致密的氧化膜，對內(nèi)部的鋁也有較好的保護(hù)作用。
對于鋰離子電池來說，通常使用的正極集流體是鋁箔，負(fù)極集流體是銅箔，為了保證集流體在電池內(nèi)部穩(wěn)定性，二者純度都要求在98%以上。隨著鋰電技術(shù)的不斷發(fā)展，無論是用于數(shù)碼產(chǎn)品的鋰電池還是電動(dòng)汽車的電池，我們都希望電池的能量密度盡量高，電池的重量越來越輕，而在集流體這塊最主要就是降低集流體的厚度和重量，從直觀上來減少電池的體積和重量。
鋰離子負(fù)極材料的要求及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？
負(fù)極材料作為鋰離子電池的核心部件，在應(yīng)用時(shí)通常要滿足以下條件：①嵌鋰電位低且平穩(wěn)，以保證較高的輸出電壓；
②允許較多的鋰離子可逆脫嵌，比容量較高；
③在充放電過程中結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，具有較長的循環(huán)壽命；
如下：
要求
具有較低電勢，與標(biāo)準(zhǔn)電極相一致，并與正極一起提供一個(gè)高的電池電壓。
在鋰離子發(fā)生反應(yīng)時(shí)，負(fù)極的晶體結(jié)構(gòu)不能被明顯改變。
具有鋰離子參與反應(yīng)的高度可逆性。
具有高的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)。
具有高的電子導(dǎo)電性，以便在電化學(xué)反應(yīng)中更有效地促進(jìn)電子的運(yùn)動(dòng)。
具有一定的致密度，從而具有高的電極密度。
單位質(zhì)量內(nèi)能儲(chǔ)存大量的電荷。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（以石墨為例）
做負(fù)極的金屬？
負(fù)極材料大體分為以下幾種：
第一種是碳負(fù)極材料：
目前已經(jīng)實(shí)際用于鋰離子電池的負(fù)極材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹脂碳等。
第二種是錫基負(fù)極材料：
錫基負(fù)極材料可分為錫的氧化物和錫基復(fù)合氧化物兩種。氧化物是指各種價(jià)態(tài)金屬錫的氧化物。目前沒有商業(yè)化產(chǎn)品。
第三種是含鋰過渡金屬氮化物負(fù)極材料，目前也沒有商業(yè)化產(chǎn)品。
第四種是合金類負(fù)極材料：
包括錫基合金、硅基合金、鍺基合金、鋁基合金、銻基合金、鎂基合金和其它合金，目前也沒有商業(yè)化產(chǎn)品。
第五種是納米級負(fù)極材料：納米碳管、納米合金材料。
第六種納米材料是納米氧化物材料
到此，以上就是小編對于鋰電池負(fù)極原材料的問題就介紹到這了，希望介紹關(guān)于鋰電池負(fù)極原材料的4點(diǎn)解答對大家有用。