锂电池原材料是什么

锂电池原材料是什么

锂电池的材料组成主要包括正极材料、负极材料、隔膜和电解液。  

1、在正极材料中，最常用的材料是钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料(镍、钴和锰的聚合物)。正极材料占很大比例(正负极材料的质量量比为3:1~4:1)，因为正极材料的性能直接影响锂离子电池的性能，其成本也直接决定了电池的成本。  

2、负极材料中，天然石墨和人造石墨是目前主要的负极材料。正在探索的负极材料包括氮化物、聚天冬氨酸、锡基氧化物、锡合金、纳米阳极材料和其他金属间化合物。负极材料作为锂电池四大材料之一，在提高电池容量和循环性能方面发挥了重要作用，处于锂电池产业中游地区的核心。

3、面向市场的隔膜材料主要是聚烯烃隔膜，主要由聚乙烯和聚丙烯制成。在锂电池隔膜的结构中，隔膜是关键的内部部件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构和内阻，直接影响电池的容量、循环和安全性能。性能优异的隔膜对提高电池的综合性能起着重要作用。  

4、电解液一般由高纯有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料在一定条件下按一定比例制成。电解液在锂电池正负电极之间起到传导离子的作用，是锂离子电池高电压、高比能量的保证。  

锂电池的保护措施

锂电池芯过充到电压高于 4.2V 后，会开始产生副作用。过充电压愈高，危险性也跟着愈高。锂电芯电压高于 4.2V 后，正极材料内剩下的锂原子数量不到一半， 此时储存格常会垮掉， 让电池产生永久性的容量损失。 

如果继续充电，由于负极的储存格已经装满了锂原子，后续的锂金属会堆积于负极材料表面。这些锂原子会由负极表面往锂离子来的方向长出树枝状结晶。这些锂金属结晶会穿过隔膜，使正负极短路。有时在短路发生前电池就先爆炸，这是因为在过充过程，电解液等材料会分解产生气体，使得电池外壳或压力阀鼓胀破裂，让氧气进去与堆积在负极表面的锂原子反应，进而爆炸。

因此，锂电池充电时，一定要设定电压上限， 才可以同时兼顾到电池的寿命、容量、和安全性。最理想的充电电压上限为 4.2V。 锂电芯放电时也要有电压下限。 当电芯电压低于 2.4V 时， 部分材料会开始被破坏。 

又由于电池会自放电， 放愈久电压会愈低，因此，放电时最好不要放到 2.4V 才停止。锂电池从 3.0V 放电到 2.4V 这段期间，所释放 的能量只占电池容量的 3%左右。因此，3.0V 是一个理想的放电截止电压。 充放电时，除了电压的限制，电流的限制也有其必要。电流过大时，锂离子来不及进入储存格，会聚集于材料表面。