——记许昌学院“觅硫寻钴”超级锂电社会实践团队
7月11日上午10时,许昌学院新材料与能源学院“觅硫寻钴”超级锂电社会实践团队开始了制备锂电池的最后工作。锂离子电池是性能卓越的新一代绿色高能电池,已成为高新技术发展的重点之一。锂离子电池具有以下特点:高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多。因其上述特点,锂离子电池已应用到移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等众多民用及军事领域。
锂离子电池的主要构成材料包括电解液、隔离材料、正负极材料等。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。
锂电池负极材料大体分为以下几类:第一种是碳负极材料:目前已经实际用于锂离子电池的负极材料基本上都是碳素材料,如人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等。第二种是锡基负极材料:锡基负极材料可分为锡的氧化物和锡基复合氧化物两种。氧化物是指各种价态金属锡的氧化物。目前没有商业化产品。第三种是含锂过渡金属氮化物负极材料,目前也没有商业化产品。第四种是合金类负极材料:包括锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金和其它合金,目前也没有商业化产品。第五种是纳米级负极材料:纳米碳管、纳米合金材料。第六种纳米材料是纳米氧化物材料:诸多公司已经开始使用纳米氧化钛和纳米氧化硅添加在以前传统的石墨,锡氧化物,纳米碳管里面,极大的提高锂电池的充放电量和充放电次数。
锂电池正极材料大体分为以下几类:第一种是钴酸锂(LiCoO2) 主要优点是技术成熟,生产工艺简单,容易制造,体积小巧,比能量高,电导率高,应用范围广泛。第二种是锰酸锂(LiMn2O4),主要优点是资源丰富,成本低,无污染,安全性好,倍率性能好、低温性能好、电压频率高。第三种是镍钴锰又称三元材料(LiNiCoMnO2),是聚合物锂离子电池的一种。主要优点是500次使用循环寿命,相对于钴酸锂电池安全性高,体积多样性,使用范围非常广泛,不易爆炸,安全系数高。
虽然锂电池具有广阔的市场,前景十分乐观。但还存在一定的技术瓶颈,尤其是它的电容量高与安全性能强的优势还未充分发挥出来。期待这只队伍能打破常规,有新的发现。
投稿人:子衿
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