锂离子电池正极材料和负极材料有哪些区别？

2021-09-01 17:15

锂离子电池的性能重要取决于所用电池内部材料的结构和性能。这些电池内部材料包括负极材料、电解质、隔膜和正极材料等。其中正、负极材料的选择和质量直接决定锂离子电池的性能与价格。因此廉价、高性能的正极材料、负极材料的研究一种是锂离子电池行业发展的重点。

锂离子电池材负极材料是电池在充电过程中，锂离子和电子的载体起着能量的储存与释放的作用。在电池成本中负极材料约占了5%-15%，是锂离子电池的重要原材料之一。

全球锂离子电池负极材料销量约十余万吨，产地重要为我国和日本，根据现阶段新能源汽车上升趋势，对负极材料的需求也将呈现一个持续上升的状态。目前全球锂离子电池负极材料仍然以天然/人造石墨为主，新型负极材料如中间相炭微球、钛酸锂、硅基负极、HC/SC、金属锂也在快速上升中。

锂离子电池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。

锂嵌入到正极材料或者从正极材料中脱嵌，伴随着晶相变化。因此锂离子电池的电极膜都要求很薄，一般为几十微米的数量级。正极材料的嵌锂化合物是锂离子电池中锂离子的临时储存容器。为了获得较高的单体电池电压，倾向于选择高电势的嵌锂化合物。

锂离子电池正极材料和负极材料的差别

锂离子电池正极材料和负极材料的重要差别是电位的不同。正极材料的电位较高，负极材料的电位较低，这样才能形成较大的电位差，是电池构成的重要前提。负极重要是用的石墨，是C的一种，正极使用的过度金属的氧化物，如钴酸锂或者是锰酸锂，磷酸铁锂等。

一、锂离子电池对正极材料的基本要求

1、材料自身电位高，这样才能与负极材料之间形成较大的电位差，带来高能量密度的电芯设计。

2、材料比表面积大，有大量的嵌锂位置，而且锂离子的嵌入通道相对较短，则嵌入和脱嵌更容易。

3、材料的扩散系数大，较强的嵌入和脱嵌的能力，这样锂离子才能在材料内部迅速移动，这是影响电芯内阻的因素，也是影响功率特性的因素。

二、锂离子电池对负极材料的基本要求

1、允许较多的锂离子可逆脱嵌，比容量较高。

2、在充放电过程中结构相对稳定，具有较长的循环寿命。

3、能够与电解液形成稳定的固体电解质膜，保证较高的库仑效率。

正极材料是锂离子电池中最为关键的原材料，决定了电池的安全性能和电池能否大型化，锂离子电池正极材料的发展引领了锂离子电池的发展。随着整个市场对高容量、高功率负极材料需求的逐步提升以及新一代负极材料制备工艺的逐渐成熟，市场重心也会逐步向新一代负极材料偏移。

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