锂离子电池材料的选择

电芯材料的选取关系到产品性能、安全和循环寿命。

1.阴极材料的选取

锂离子电池用正极材料的选择，应符合以下要求：

相对锂的电极电位高，正极材料组成不随电位变化，离子电导率和电子电导率高，有利于降低电池内阻；锂离子嵌入—脱嵌可逆性好，伴随反应的体积变化小，锂离子扩散速度快，以便获得良好的循环特性和大电流特性；与有机电解质和粘结剂接触性能好，热稳性好，有利于延长电池寿命和提高安全性能。

2.阳极材料的选取

20世纪80年代，发现锂在碳材料中的嵌入反应的电位接近锂的电位，并不容易与有机溶剂反应，有很好的循环性能。使用碳材料作负极，充放电时，在固相内的锂发生嵌入---脱嵌反应。

选用的碳负极材料应符合以下要求：

锂贮存量高；锂在碳中的嵌入—脱嵌反应快，即锂离子在固相内的扩散系数大，在电极/电解液界面的移动阻抗小；锂离子在电极材料中的存在状态稳定； 在电池的充放电循环中，碳负极材料体积变化小；电子导电性高；碳材料在电解溶液中不溶解。

3.电解液的选取

锂离子电池采用的电解液是在有机溶剂中溶有电解质锂盐的离子型导体。虽然有机溶剂和锂盐的种类很多，但真正能用于锂离子电池的却很有限。

电解液的选取应满足如下要求：

离子电导率高；锂离子迁移数应接近于1；电化学稳定的电位范围宽；必须有0~5V 的电化学稳定窗口；热稳定好，使用温度范围宽；化学性能稳定，与电池内集流体和恬性物质不发生化学反应；安全低毒，最好能够生物降解。

目前开发的无机阴离子导电盐主要有LiBF4、LiPF6、LiAsF6 三大类。

4.隔离膜的选择

隔离膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。隔离膜材质是不导电的，其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。电池的种类不同，采用的隔离膜也不同。对于锂离子电池系列，由于电解液为有机溶剂体系，因而需要耐有机溶剂的隔离膜材料，一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。

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