鋰電池材料構成主要有:正極材料、負極材料、隔膜、電解液、外殼等。
正極材料:
電極電勢較高、結構穩定的具有嵌鋰能力的層狀或尖晶石結構的過渡金屬氧化物或聚陰離子型化合物,如鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等。正極材料占有較大比例,因為正極材料的性能直接影響著鋰電池的性能,其成本也直接決定電池成本高低。
負極材料:
電位接近鋰電位、結構穩定的並可大量儲鋰的層狀石墨、金屬單質及金屬氧化物,如石墨、中間相碳微球、鈦酸鋰等。負極材料作為鋰電池四大組成材料之一,在提高電池的容量以及循環性能方面起到了重要作用,處於鋰電池產業中游的核心環節。
電解液:
溶有電解質鋰鹽的有機溶劑,提供鋰離子,電解質鋰鹽有LiPF6、LiClO4、LiBF4等,有機溶劑主要由碳酸二乙酯(DEC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、二甲酯(DMC)等其中的一種或幾種混合組成。電解液在鋰電池正、負極之間起到傳導離子的作用,是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優點的保證。
隔膜:
置於正負極之間,防止正負極直接接觸,且允許Li+離子通過的聚烯微多孔膜,如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP),或它們復合膜,PP/PE/PP三層隔膜。隔膜的性能決定了電池的介面結構、內阻等,直接影響電池的容量、循環以及安全性能等特性,性能優異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。
外殼:
鋰電池封裝,主要有鋁殼、蓋板、極耳、絕緣片等。
光譜儀(XRF)作為一款無需制樣、無損分析、檢測速度快、精準度高的檢測工具,在鋰電池行業中有著廣泛應用背景。以下是光譜儀(XRF)在鋰電池材料的具體應用:
測定正極材料鎳鈷錳酸鋰的10種元素含量
鋰離子電池的正極材料主要有鎳鈷錳酸鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、鎳酸鋰以及磷酸鐵鋰等。材料生產過程會添加元素以實現材料改性為目的,然而雜質的存在也直接關係到電池的使用性能和壽命,因此準確測定電池正極材料的元素含量對控制電池產品質量非常重要。鎳鈷錳酸鋰中主要測定Co、Mn、Ni、Na、Mg、Fe、V、Ca、Al、Cr等元素含量。
負極材料中的雜質含量成分檢測
石墨類負極材料中的雜質含量對其穩定性有著重要影響,因此如何有效測定並除去石墨類負極材料中的微量雜質元素變得尤為重要。比如:鐵 (Fe) 元素的含量是石墨類負極材料等級劃分的重要指標之一:Fe 含量越低,則級別越高。因此 Fe 是目前石墨類負極材料中必測的元素之一。此外,還可以測定石墨類負極材料中Al、Cr、Cu、Mo、Co、Ni、Na和Zn等9種元素。