制作电池所需的原材料根据电池类型不同有所差异,以下是主要类别及常见材料:
三元材料 (镍钴锰酸锂电池NCM、镍钴铝酸锂电池NCA)
镍钴锰酸锂电池:镍钴锰比例通常为8:1:1,能量密度高且成本较低
镍钴铝酸锂电池:成本更低,但能量密度略低于NCM
磷酸铁锂电池(LFP)
适用于需要高安全性和长寿命的场景,如储能系统
锰酸锂电池(LMO)
成本较低,但能量密度和循环寿命低于三元材料和LFP
其他正极材料
锂钴氧化物(LiCoO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)、镍酸锂(LiNiO₂)等
碳基材料
天然石墨:成本最低、性能稳定的传统负极材料
人造石墨:物理性能更优,适合高功率应用
纳米级碳材料(如碳纳米管、石墨烯):新兴材料,提升容量和循环寿命
其他负极材料
锡基氧化物、锡合金:液态锂电池(LIB)的负极材料
硅基材料:高能量密度电池的研究方向
聚烯烃类隔膜
聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP):商业化主流材料,决定电池安全性和容量
其他隔膜
聚合物隔膜、氧化物隔膜、硫化物隔膜:性能优异但成本较高
有机溶剂类电解液
乙酸锂、碳酸锂溶液:常用作锂离子电池电解液
固态电解质
聚合物、氧化物、硫化物:新型电解质,提升电池安全性和能量密度
导电剂
炭黑、碳纳米管:增强电极导电性
粘结剂
PVDF(聚偏氟乙烯):固定电极材料
极耳与封装材料
铝塑复合膜:保护电极并传导电流
锂 :主要来自锂辉石、盐湖卤水等,需加工成碳酸锂、氢氧化锂等中间产品
钴 :多来自刚果(金)、澳大利亚,高镍三元电池需求推动其价格波动
镍 :全球资源依赖进口,高镍材料成本较高
石墨 :天然石墨资源丰富,人造石墨产量逐年提升
以上材料需通过精细加工和严格检测,才能满足电池性能和安全要求。随着技术进步,新型材料(如固态电解质、硅基负极)仍在持续研发中。