锂电池的配料根据电池类型(如三元锂、磷酸铁锂、钴酸锂等)和组成部分(正极、负极、电解液、隔膜等)有所不同,以下是当前主流锂电池的主要配料分类:
1. 正极材料
正极是锂电池的核心,决定电池的能量密度和电压,常见类型及配料:
三元锂电池(NCM/NCA)
镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)或铝(Al)的氧化物(如LiNiₓCoₓMnₓO₂)。
导电剂:炭黑(如Super P)、碳纳米管(CNT)。
粘结剂:聚偏氟乙烯(PVDF)。
磷酸铁锂电池(LFP)
磷酸铁锂(LiFePO₄)。
导电剂:碳材料(石墨烯、乙炔黑)。
粘结剂:PVDF或水性粘结剂(如CMC+SBR)。
钴酸锂电池(LCO)
钴酸锂(LiCoO₂),用于消费电子产品。
2. 负极材料
负极通常以碳材料为主:
石墨:天然石墨、人造石墨。
硅基材料:硅碳复合材料(提升容量,但膨胀率高)。
导电剂:炭黑、碳纳米管。
粘结剂:羧甲基纤维素钠(CMC)、丁苯橡胶(SBR)或PVDF。
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3. 电解液
电解液为锂离子传输提供介质,成分包括:
锂盐:六氟磷酸锂(LiPF₆)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)。
有机溶剂:碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)等。
添加剂:
成膜添加剂(如VC,碳酸亚乙烯酯)保护电极。
阻燃添加剂(提升安全性)。
4. 隔膜
基材:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)多孔薄膜。
涂层:陶瓷涂层(Al₂O₃、SiO₂)用于耐高温。
5. 其他辅助材料
集流体:
正极:铝箔。
负极:铜箔。
外壳:钢壳/铝壳(方形电池)、铝塑膜(软包电池)。
电解质(固态电池):固态电解质(如LLZO、硫化物电解质)。
关键点
配比优化:各成分比例(如正极活性物质占比90%以上)影响性能。
环保趋势:减少钴用量(如高镍低钴)、开发无钴材料(如磷酸锰铁锂)。
不同电池体系(如钠离子电池、固态电池)的配料会有所差异,但以上是当前主流锂电池的基本组成。
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