鋰離子電池(Lithium ion battery)的原理、特性與應用 | 化學工廠資訊網
2020年12月1日—不同的鋰電池其實主要是使用的陰極材料(正極材料)不同,目前最常用的陰極材料共有三種:鋰鈷氧化物(LiCoO2)、鋰鎳氧化物(LiNiO2)、鋰錳氧化 ...
陽極材料(負極材料)鋰離子電池最常用的陽極材料有四種:
➤鋰離子嵌入石墨(Li/Graphite):將鋰離子嵌入石墨中,鋰離子嵌入的極限值為 LiC6(每六個碳原子可以嵌入一個鋰離子),科學家發現,鋰離子嵌入愈多,則電池的能量密度愈高。
➤鋰離子嵌入氣相成長碳纖維(Li/VGCF):將鋰離子嵌入氣相成長碳纖維(VGCF:Vapor Growth Carbon Fiber)中,由於碳纖維的碳原子距離較遠,可以嵌入更多的鋰離子。
➤鋰離子嵌入類碳聚合物(Li/Polymer Precursor):將鋰離子嵌入類碳聚合物中,由於類碳聚合物原子排列混亂,可以提供更多的空間嵌入鋰離子。
➤鋰離子嵌入摻雜碳(Li/Doped Carbon):先將其他元素(例如:硼、磷、氮)摻雜到碳材料中取代部分碳原子的位置,稱為「摻雜碳(Doped Carbon)」,這樣可以嵌入更多的鋰離子。
陰極材料(正極材料)不同的鋰電池其實主要是使用的陰極材料(正極材料)不同,目前最常用的陰極材料共有三種:鋰鈷氧化物(LiCoO2)、鋰鎳氧化物(LiNiO2)、鋰錳氧化物(LiMn2O4),這些材料通稱為「鋰嵌入化合物(Lithium Insertion Compounds)」;三種陰極材料的比較如<表一>所示。
表一、鋰離子電池的陰極材料比較表(資料來源:電子時報、拓樸科技)
電解液電解液可分溶劑與溶質兩部分,由於鋰遇到水會產生氫氣而爆炸,因此只能使用有機溶劑,例如:丙烯碳酸酯(Propylene Carbonate)、乙烯碳酸酯(Ethylene Carbonate)、乙烷碳酸酯(Dimethyl Carbonate)、丙酸(Propiolic Acid)、丁內酯(Butyrolactone)等;溶質一般為鋰離子化合物,例如:LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF...
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