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          鋰電池的制作需要哪些材料?

          發布時間:2023-12-07 11:35:05         點擊:393

                 制造鋰電池需要的材料包括正極材料、負極材料、電解液、隔膜、有機碳酸酯等功能材料。

                 正極材料:是鋰電池中最為關鍵的原材料,目前以鈷酸鋰為主,還有三元材料、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等。

          一、正極材料是鋰電池最為關鍵的材料

                 鋰電池主要由正極材料、負極材料、隔膜、電解質和電池外殼幾個部分組成。正極材料是鋰電池電化學性能的決定性因素,直接決定電池的能量密度及安全性,進而影響電池的綜合性能。正極材料在鋰電池材料成本中占比最大的,所占比例達45%,其成本也直接決定了電池整體成本的高低,因此正極材料在鋰電池中具有舉足輕重的作用,并直接引領了鋰電池產業的發展。在電動車成本構成中,動力系統占比最大,接近50%,動力系統主要由電池、電機和電控構成,其中電池最為核心,成本占比76%,電機占比13%,電控占比11%;在電池系統成本構成中,正極在電池中成本占比約為45%,負極在電池中成本占比約為10%,隔膜在電池中成本占比約為10%,電解液在電池中成本占比約為10%,其他成分占比約為25%。

          1、正極材料的構成

                 鋰電池正極材料主要包括活性材料,導電劑、溶劑、粘合劑、集流體、添加劑,輔材等。

                 正極材料的主要原材料包括硫酸鎳、硫酸錳、硫酸鈷、金屬鎳、電池級碳酸鋰、電池級氫氧化鋰,主要輔料包括燒堿、氨水、硫酸等,該等原輔材料主要為大宗化學制品,市場供應較為充足。值得關注的是,以上化學制品中硫酸鹽(硫酸鎳、硫酸鈷和硫酸錳)和鋰鹽(碳酸鋰和氫氧化鋰)的價格在過去浮動較大。 上游供應商包括格林美(002340.SZ)、必和必拓(BHP,澳大利亞)、丸紅(Marubeni,日本)、天齊鋰業等,其中格林美主要銷售硫酸鈷、硫酸鎳等硫酸鹽,必和必拓主要銷售金屬鎳粉,天齊鋰業主要銷售鋰鹽如碳酸鋰和氫氧化鋰。生產過程中耗用的主要能源為電力,由當地供電部門直接供應。

          負極材料:主要有石墨、硬碳和軟碳等碳材料,鈦酸鋰,硅基和錫基材料等。

          電解液:是鋰電池中最為關鍵的原材料之一,目前以六氟磷酸鋰為主,還有四氟硼酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰等。

          隔膜:是一種用于隔離電池正負極的薄膜,可以有效防止電池短路和熱失控等問題。

          鋰電池的制作

          鋰電池的制作

                 有機碳酸酯等功能材料:主要用于改善電池性能和安全性,如增加電池容量、提高電池能量密度、增強電池耐高溫性能等。

                 此外,制造鋰電池還需要一些輔助材料,如鋁箔、銅箔、CMC(羧甲基纖維素鈉)、PVDF(聚偏二氟乙烯)等。

                 總的來說,制造鋰電池所需的材料種類較多,這些材料的質量和性能直接影響到鋰電池的性能和安全性。

                 鋰電池按照正極材料體系來劃分,一般可分為鈷酸鋰(LCO)、錳酸鋰(LMO)、磷酸鐵鋰(LFP)、三元材料鎳鈷錳酸鋰(NCM)和鎳鈷鋁酸鋰(NCA)等。其中,磷酸鐵鋰主要應用于新能源車及儲能電池市場,三元材料則在新能源乘用車、電動自行車和電動工具電池市場具有廣泛應用。不同的正極材料具有不同的優缺點,鈷酸鋰正極材料具有較好的電化學性能和加工性能,以及比容量相對較高,但鈷酸鋰材料成本高(金屬鈷價格昂貴)、循環壽命低、安全性能差。錳酸鋰相比鈷酸鋰,具有資源豐富、成本低、無污染、安全性能好、倍率性能好等優點;但其較低的比容量、較差的循環性能,特別是高溫循環性能使其應用受到了較大的限制。磷酸鐵鋰價格低廉、環境友好、較高的安全性能、較好的結構穩定性與循環性能,但其能量密度較低、低溫性能較差。鎳鈷錳三元材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三類材料的優點,存在明顯的三元協同效應。相較于磷酸鐵鋰、錳酸鋰等正極材料,三元材料的能量密度更高、續航里程更長。

          檢測鋰電池的熒光光譜儀

          檢測鋰電池的熒光光譜儀

           

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