鋰離子電池材料

鋰離子電池材料鋰離子電池是一種充電電池，廣泛應(yīng)用于各種便攜設(shè)備、電動(dòng)工具和電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域。鋰離子電池的重要組成部分是電池材料，包括正極材料、負(fù)極材料和電解質(zhì)。本文將重點(diǎn)介紹鋰離子電池的材料組成及其相關(guān)研究?jī)?nèi)容。

1.正極材料

正極材料是鋰離子電池中負(fù)責(zé)儲(chǔ)存和釋放鋰離子的關(guān)鍵部分。目前常用的正極材料有鈷酸鋰、錳酸鋰、氧化鐵鋰和磷酸鐵鋰等。其中，鈷酸鋰的比能量和循環(huán)壽命相對(duì)較高，但其價(jià)格較高且存在資源稀缺的問(wèn)題；錳酸鋰具有較高的理論比容量，成本較低，但是循環(huán)壽命較短；氧化鐵鋰相對(duì)錳酸鋰而言具有更高的比能量和較長(zhǎng)的循環(huán)壽命，但由于自身的導(dǎo)電性較差，往往需要通過(guò)涂覆導(dǎo)電劑來(lái)改善電池性能；磷酸鐵鋰具有較高的安全性和良好的循環(huán)壽命。

相關(guān)參考內(nèi)容：

-Kumari,T.,&Avasthi,D.K.(2020).Positiveelectrodematerialsforlithium-ionbatteries:currentstatusandfutureperspectives.MaterialsScienceForum,1002,69-89.

-Xiong,Y.,Jiang,Y.,Huang,Y.,&Xia,Y.(2019).ProgressandprospectsoflayeredLiCoO2cathodematerialsforlithium-ionbatteries.JournalofMaterialsChemistryA,7(30),17759-17783.

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2.負(fù)極材料

負(fù)極材料主要是供電池中的鋰離子儲(chǔ)存和釋放的部分。目前常見(jiàn)的負(fù)極材料有石墨和硅等。石墨作為鋰離子電池的負(fù)極材料具有很高的電導(dǎo)率和穩(wěn)定的循環(huán)性能，但其比容量有限，不能滿(mǎn)足高能量密度需求；硅材料具有較高的理論比容量，但由于其體積膨脹過(guò)大，導(dǎo)致循環(huán)穩(wěn)定性較差。因此，研發(fā)新型負(fù)極材料來(lái)提高鋰離子電池的能量密度和循環(huán)壽命是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

相關(guān)參考內(nèi)容：

-Wang,J.,Yin,Y.,Xu,G.,&Zhu,Y.(2019).Silicon-basedanodesforhigh-energylithium-ionbatteries:design,synthesis,andmodificationstrategies.AdvancedEnergyMaterials,9(8),1802635.

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-Chen,G.,Xia,J.,Cheng,H.,&Gui,L.(2019).Recentadvancesinthree-dimensionalcarbonaceousanodematerialsforlithium-ionbatteries.JournalofPowerSources,413,12-32.

3.電解質(zhì)

電解質(zhì)是在鋰離子電池中負(fù)責(zé)鋰離子傳輸?shù)牟糠帧３Ｓ玫碾娊赓|(zhì)包括有機(jī)溶液電解質(zhì)和固體電解質(zhì)。有機(jī)溶液電解質(zhì)在鋰離子電池中得到了廣泛應(yīng)用，其具有良好的導(dǎo)電性和離子傳輸性能，但存在著蒸發(fā)、燃燒等安全性問(wèn)題；固體電解質(zhì)由于其高離子導(dǎo)電性和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，具有較好的應(yīng)用前景，但其制備成本較高，還存在著界面接觸問(wèn)題。因此，尋找新型電解質(zhì)材料以提高電池性能和安全性是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

相關(guān)參考內(nèi)容：

-Asakawa,Y.,Yamamoto,O.,Sakuda,A.,&Hayashi,A.(2019).Lithium-ion-conductivesolidelectrolytes:towardanext-generationenergystoragesystem.MRSEnergy&Sustainability,6,E3.

-Lin,D.,&Liu,Y.(2017).Solid-stateelectrolytesforlithium-ionbatteries:fundamentals,challengesandperspectives.AngewandteChemieInternationalEdition,56(29),8160-8187.

-Su,Y.,Hwang,B.C.,&Jordi,S.(2021).Solidelectrolytesforlithium-ionbatteries:materialproperties,engineeringstrategies,andapplicationprospects.EnergyStor