鉅大LARGE | 彈窗量:1791次 | 2016年06月23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)內部組成主(zhu)要為正(zheng)極(ji)|電解(jie)(jie)質|隔膜|電解(jie)(jie)質|負極(ji),在此(ci)基(ji)礎(chu)上再進行極(ji)耳的(de)(de)焊(han)接,外包裝的(de)(de)包裹等步驟最終形成一只完整的(de)(de)電芯。電芯再經過(guo)初始(shi)的(de)(de)充(chong)放(fang)電,化(hua)成分容排氣等步驟以后(hou),就可以出廠使用了。這個過(guo)程的(de)(de)第一步,是材(cai)料(liao)的(de)(de)選擇。影響材(cai)料(liao)的(de)(de)安全性因素主(zhu)要是其本征的(de)(de)軌道能量、晶體結構和材(cai)料(liao)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)(de)(de)(de)正(zheng)(zheng)極(ji)(ji)(ji)材料(liao)(liao)廣泛應用于交通(tong)(tong)工具(例(li)如混合式動(dong)力車HEV,電(dian)動(dong)車EV)和(he)儲能(neng)設備(例(li)如不間斷電(dian)源(yuan)UPS)中,但是(shi)(shi)(shi)LiFePO4在眾(zhong)多(duo)材料(liao)(liao)中所(suo)展現出來的(de)(de)(de)(de)(de)安(an)全(quan)性(xing)優勢實(shi)際是(shi)(shi)(shi)以犧牲能(neng)量密(mi)度為代價的(de)(de)(de)(de)(de),也就是(shi)(shi)(shi)說(shuo)會制約其使用者(如EV,UPS)的(de)(de)(de)(de)(de)續航能(neng)力。而像NMC(LiNixMnyCo1-x-yO2)等三元(yuan)材料(liao)(liao)雖然在能(neng)量密(mi)度上表(biao)現優異,但是(shi)(shi)(shi)作(zuo)為動(dong)力電(dian)池的(de)(de)(de)(de)(de)理想正(zheng)(zheng)極(ji)(ji)(ji)材料(liao)(liao),安(an)全(quan)性(xing)問題(ti)一直得(de)不到(dao)完善的(de)(de)(de)(de)(de)解決。為了研(yan)究(jiu)正(zheng)(zheng)極(ji)(ji)(ji)材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)熱行為,研(yan)究(jiu)者們都(dou)做了很多(duo)工作(zuo),發(fa)現本(ben)征電(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)勢和(he)晶(jing)(jing)體結構是(shi)(shi)(shi)影響(xiang)其安(an)全(quan)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)主要因素(su),如電(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)位μC和(he)電(dian)解液(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)化學(xue)窗口最高占據軌道HOMO是(shi)(shi)(shi)否完美匹配(pei),晶(jing)(jing)格中能(neng)否順利(li)同時通(tong)(tong)過(guo)多(duo)個(ge)鋰離(li)子……通(tong)(tong)過(guo)對材料(liao)(liao)種類的(de)(de)(de)(de)(de)選擇(ze)和(he)元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)摻(chan)雜可以增強(qiang)正(zheng)(zheng)極(ji)(ji)(ji)活性(xing)材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)安(an)全(quan)性(xing)能(neng)。
負極材料