产业有毒有害物质基础清单
更新日期:2020-12-30     来源:环境科学与技术   作者:蒋京呈  浏览次数:182
核心提示:2产业有毒有害物质基础清单2.1 正极材料锂动力电池产业链中市场规模最大、产值最高的是正极材料,因其性能决定了电池的能量密度、寿命、安全性、使用

2 产业有毒有害物质基础清单

2.1 正极材料

锂动力电池产业链中市场规模最大、产值最高的是正极材料,因其性能决定了电池的能量密度、寿命、安全性、使用领域等,因此成为锂动力电池的核心关键材料[3]。为了实现能量存储与释放的功能,正极材料需要有稳定的电化学性能,不易分解的结构,较高的氧化还原电位和比容量[4]

目前常用的正极材料主要包括磷酸铁锂(LiFePO4)、钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4),和以镍钴锰酸锂(NCM)为代表的三元材料;导电剂主要是炭黑、石墨、碳纳米管、石墨烯等。正极材料(占正极材料总质量的90%左右)和导电剂(占正极材料总质量的7-8%)、粘结剂(占正极材料总质量的3-4%)混合后均匀涂布在铝箔上,重量约占动力电池质量的30%左右,成本占动力电池的30-40%。

2.2 负极材料

锂动力电池的负极材料作为储锂的主体,在充放电过程中实现锂离子的嵌入和脱嵌。负极材料主要影响锂动力电池的首次充放电效率、循环性能等,占锂动力电池成本的10%左右,也是关键材料之一[5]

负极材料一般分为碳系和非碳性两类,其中碳系负极可分为石墨、中间相炭微球等;非碳系负极包括钛酸锂、锡类合金负极、硅类合金负极等。基于成本与性能的综合考虑,目前市场上锂电厂商主要选择石墨材料作为锂动力电池的负极材料,石墨属于碳负极材料中的一种,包括人造石墨和天然石墨,目前人造石墨已成为主流。此外,在负极材料生产过程中还需要用到一定的铜箔和以丁苯乳液、羧甲基纤维素粘结剂为代表的粘结剂[6]

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