鋰離子電池原材料構(gòu)成主要有:正極材料、負極材料、隔膜、電解液。
1、正極材料:在鋰離子電池中市場容量最大、附加值較高,大約占鋰電池成本30%,毛利率低則15%,高則70%以上。正極材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能,最常用的材料有鈷酸鋰,錳酸鋰,磷酸鐵鋰和三元材料(鎳鈷錳的聚合物)。
2、負極材料:主要有碳負極材料和非碳負極材料。其中,碳負極材料因安全、循環(huán)壽命較長,價格低廉、無毒等優(yōu)點,被商品鋰離子電池廣泛采用,缺點則是質(zhì)量比能量比較低。非碳負極材料按組成分為鋰過渡金屬氮化物、過渡金屬氧化物和納米合金材料。有很高的體積能量密度,但循環(huán)穩(wěn)定性差,不可逆容量較大,制備成本較高,因此尚未產(chǎn)業(yè)化。目前真他在探索將碳材料與各種高容量非碳負極材料復(fù)合以開發(fā)高容量、非碳復(fù)合負極材料。
3、隔膜:隔膜是鋰離子電池電解反應(yīng)時,用以將正負兩極分開防止在電解池中直接反應(yīng)損失能量的一層薄膜。其性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等,直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性市場化的隔膜材料主要是以聚乙烯(polyethylene,PE)、聚丙烯(polypropylene,PP)為主的聚烯烴(Polyolefin)類隔膜,其中PE 產(chǎn)品主要由濕法工藝制得,PP 產(chǎn)品主要由干法工藝制得。
4、電解液:電解液在鋰電池正、負極之間起到傳導(dǎo)離子的作用,是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點的保證。