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鋰電池的制作需要哪些材料？
發布時間：2023-12-07 11:35:05 點擊：4046
制造鋰電池需要的材料包括正極材料、負極材料、電解液、隔膜、有機碳酸酯等功能材料。
正極材料：是鋰電池中最為關鍵的原材料，目前以鈷酸鋰為主，還有三元材料、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等。
一、正極材料是鋰電池最為關鍵的材料
鋰電池主要由正極材料、負極材料、隔膜、電解質和電池外殼幾個部分組成。正極材料是鋰電池電化學性能的決定性因素，直接決定電池的能量密度及安全性，進而影響電池的綜合性能。正極材料在鋰電池材料成本中占比最大的，所占比例達45%，其成本也直接決定了電池整體成本的高低，因此正極材料在鋰電池中具有舉足輕重的作用，并直接引領了鋰電池產業的發展。在電動車成本構成中，動力系統占比最大，接近50%，動力系統主要由電池、電機和電控構成，其中電池最為核心，成本占比76%，電機占比13%，電控占比11%；在電池系統成本構成中，正極在電池中成本占比約為45%，負極在電池中成本占比約為10%，隔膜在電池中成本占比約為10%，電解液在電池中成本占比約為10%，其他成分占比約為25%。
1、正極材料的構成
鋰電池正極材料主要包括活性材料，導電劑、溶劑、粘合劑、集流體、添加劑，輔材等。
正極材料的主要原材料包括硫酸鎳、硫酸錳、硫酸鈷、金屬鎳、電池級碳酸鋰、電池級氫氧化鋰，主要輔料包括燒堿、氨水、硫酸等，該等原輔材料主要為大宗化學制品，市場供應較為充足。值得關注的是，以上化學制品中硫酸鹽（硫酸鎳、硫酸鈷和硫酸錳）和鋰鹽（碳酸鋰和氫氧化鋰）的價格在過去浮動較大。 上游供應商包括格林美（002340.SZ）、必和必拓（BHP，澳大利亞）、丸紅（Marubeni，日本）、天齊鋰業等，其中格林美主要銷售硫酸鈷、硫酸鎳等硫酸鹽，必和必拓主要銷售金屬鎳粉，天齊鋰業主要銷售鋰鹽如碳酸鋰和氫氧化鋰。生產過程中耗用的主要能源為電力，由當地供電部門直接供應。
負極材料：主要有石墨、硬碳和軟碳等碳材料，鈦酸鋰，硅基和錫基材料等。
電解液：是鋰電池中最為關鍵的原材料之一，目前以六氟磷酸鋰為主，還有四氟硼酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰等。
隔膜：是一種用于隔離電池正負極的薄膜，可以有效防止電池短路和熱失控等問題。
鋰電池的制作
有機碳酸酯等功能材料：主要用于改善電池性能和安全性，如增加電池容量、提高電池能量密度、增強電池耐高溫性能等。
此外，制造鋰電池還需要一些輔助材料，如鋁箔、銅箔、CMC（羧甲基纖維素鈉）、PVDF（聚偏二氟乙烯）等。
總的來說，制造鋰電池所需的材料種類較多，這些材料的質量和性能直接影響到鋰電池的性能和安全性。
鋰電池按照正極材料體系來劃分，一般可分為鈷酸鋰(LCO)、錳酸鋰(LMO)、磷酸鐵鋰(LFP)、三元材料鎳鈷錳酸鋰(NCM)和鎳鈷鋁酸鋰(NCA)等。其中，磷酸鐵鋰主要應用于新能源車及儲能電池市場，三元材料則在新能源乘用車、電動自行車和電動工具電池市場具有廣泛應用。不同的正極材料具有不同的優缺點，鈷酸鋰正極材料具有較好的電化學性能和加工性能，以及比容量相對較高，但鈷酸鋰材料成本高（金屬鈷價格昂貴）、循環壽命低、安全性能差。錳酸鋰相比鈷酸鋰，具有資源豐富、成本低、無污染、安全性能好、倍率性能好等優點；但其較低的比容量、較差的循環性能，特別是高溫循環性能使其應用受到了較大的限制。磷酸鐵鋰價格低廉、環境友好、較高的安全性能、較好的結構穩定性與循環性能，但其能量密度較低、低溫性能較差。鎳鈷錳三元材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三類材料的優點，存在明顯的三元協同效應。相較于磷酸鐵鋰、錳酸鋰等正極材料，三元材料的能量密度更高、續航里程更長。
檢測鋰電池的熒光光譜儀
