正极材料:锂电池的正极材料是锂离子电池的关键组成部分,直接影响电池的性能和成本。常见的正极材料包括镍钴锰酸锂(NCM)、镍钴铝酸锂(NCA)、磷酸铁锂(LFP)、锰酸锂(LMO)和钴酸锂(LCO)。
负极材料:负极材料在充电时储存锂离子,放电时释放锂离子,影响电池的能量密度和成本。目前市场应用最广泛的是石墨类负极材料,包括人造石墨和天然石墨。人造石墨因其稳定的内部结构和良好的循环性能而被广泛使用。
电解液:电解液是含有锂盐的有机溶剂,主要成分包括六氟磷酸锂(LiPF₆)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)和碳酸二甲酯(DMC)等。电解液在电池中起到离子传输介质的作用,确保锂离子的高效传输。
隔膜:隔膜位于电池正负极之间,具有微孔结构,防止正负极直接接触导致短路,同时允许锂离子通过。常见的隔膜材料包括聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP),PE隔膜具有良好的机械性能和化学稳定性,而PP隔膜则具有较高的熔点和更好的热稳定性。
其他材料:包括粘结剂、导电剂、锂电铜箔/铝箔等。粘结剂虽然占比较低,但对电池性能至关重要;导电剂如碳纳米管提升电池的导电性能;铜箔和铝箔则用于提升电池的能量密度和降低内阻。
未来发展趋势:随着技术的进步,固态电池和半固态电池的研究正在推进,这需要新的材料如高电压钴酸锂、高镍三元、富锂锰基和尖晶石镍锰材料等。这些新材料旨在提高电池的比能、安全性和寿命,同时降低成本。