特点：比容量高（理论比容量274 mAh/g，实际可达190

锰酸锂
特点：价格比钴酸锂和镍酸锂都低，制备比镍酸锂容易，安全
性好，过充时晶体发生变化不会产生爆炸，但比容量在100－120 mAh/g ，较低(理论比容量148 mAh/g)，高温循环性差（循环过 程锰易溶解）；


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5：锂电池用电解液


分类：液态电解质、固态电解质和熔盐电解质 电解质：LiAsF6、LiPF6、LiClO4、 LiBF4等，从导电率、热稳定性和
耐氧化性上看LiAsF6最好，但其有毒，不能用。高氯酸锂安全性不好， 热稳定性差，加温易分解爆炸，而且其导电率低，用了内阻高。一次锂 电用了安全性差，二次锂电一般不加在电解液中，而是用LiPF6。
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正极材料

磷酸铁锂
120-125 mAh/g ），比钴酸锂电压低，电压平台凸出。 与钴酸锂相比价格便宜。导电性差，比表面积大。配料、 制片过程湿度和烘烤工艺要求较高。安全性好，过充不 爆炸。可大倍率放电。
特点：比容量低（理论比容量170 mAh/g，实际可达

三元材料----
Ni：Co：Mn=1:1:1

丁苯乳胶（ SBR ）
丁二烯与苯乙烯的共聚物，通常用做负极水系粘结剂。
氮甲基吡咯烷酮（NMP）
油系溶剂。沸点204℃，相对分子量99.13，无色液体，有氨味， 极易吸水。

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4：锂离子电池用隔膜


分类：单层和三层（PP、PE、PP）、无纺布 性能指标：
锂离子电池材料
1、负极材料 2、正极材料 3、锂电池用粘接剂 4、锂电池用隔膜 5、锂电池用电解液

1
1：碳负极材料


石墨 软碳 硬碳

2
石墨


天然石墨 天然鳞片石墨（石墨化程度高） 天然土状石墨（石墨化程度低） 人造石墨
CMC为白色粉末，易溶于水，形成透明的溶液，具有良好的分 散能力和结合力，并有吸水和保持水分的能力，在电池中起增稠剂 的作用，防止颗粒沉降；通常用做负极水系粘结剂。

聚偏二氟乙烯（PVDF）
结晶化温度142℃，结晶熔点177℃，溶于NMP溶液中，隨着温 度的升高，溶解度增加，溶解速度增加，正极配方中起粘接作用。

MCMB（中间相碳微球）
国内又称CMS或CMB，其特点：循环性能好（主要 是其微观结构与天然石墨不一样，球形或类球形，棱角 少，且各向同性较好），比容量高，但价格贵； 原料是沥青。

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人造石墨

中间相炭微球的含义
炭质中间相—— 是一种由缩合稠环芳烃平面分子构成的 液晶体，具有光学各向异性的特征，是稠环芳烃的胶体物 系在缩聚反应过程中从液相向固相过渡的中间相态。
反应产生的PF5和其它反应产物都有颜色。

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谢谢！

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天然鳞片石墨----理化指标

振实密度：衡量单位体积能装下活性物质的量；越
大越好，在单位20微米之间，越小比表面积越大，
越难分散，越影响锂离子的嵌入和脱出速度（慢）；

D50：5--10微米，其值越小平台越高，安全性差，且制片时易干浆，
难分散；越大则平台低，安全有提高；
振实密度：越大越好，在单位空间可装入更多的活性物质，但同
时也要考虑到对辊时极片的柔韧性，每种正极材料都有对辊后的体 积密度，它是我们控制对辊厚度的最直接依据。 比如：某种正极材料的对辊体积密度是34.8，正极片的面密度是 4.873，基体厚度为16微米，求对辊厚度？

有机溶剂：由于锂电池的电压为3－4V，而水的分解电压为
1.23V，所以不能用水做溶剂；只能用分解电压高的，导电性较好的有 机溶剂，如：PC（碳酸丙烯脂）、EC（碳酸乙烯脂）、DEC（二乙烯 碳酸脂）、DMC（二甲基碳酸脂）、EMC（甲乙基碳酸脂）等。
电解液在存储时间足够长，温度足够高时都会变色，因为

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人造石墨

中间相炭微球的制 备方法
1.热缩聚法 2.乳化法(溶于液态硅胶) 3.悬浮法(利用比重差)

中间相炭微球 的分离方法
1.溶剂法 2.离心法

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人造石墨

CMB工艺流程图
混合 废液
比表面积：越小越好；比表面越大时，在相同的固含量时与其它
相比，其浆料越稠，即粘度越大； 固含量：浆料中固体占整个浆重量的质量百分数；相同材料体系， 固含量越高浆料的粘度越大；
PH值：不能超过11，太高使正极浆料果冻化；

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正极材料

镍酸锂
mAh/g ），与钴酸锂相比价格便宜；但合成困难，必需在氧气流 中反应，且易吸水，正极制浆时加工性能差，易呈果冻状。 必须与其它金属参杂才能使用；

比表面积：单位质量颗粒的表面积总和，用m2 /g
表示；在相同质量下，颗粒越小其比表面积越大；在所 有的几何体中球的比表面积最小，因此要得到小的比表 面积最好将颗粒加工成球形。在锂离子电池中要求负极 材料的比表面积越小越好，形貌越规整越好，因为这样 可使形成SEI膜面积少，消耗的锂离子少，不可逆容量 损失少，同时产生的气体也少；

中间相炭微球结构模型为：中间相沥青微球内部由许多结 构单元组成，这些结构单元是由一些芳香族化合物缩聚物 比较规整的堆叠在一起形成的，而这些结构单元之间排列 的规整性却较差，也就是说中间相沥青微球内部芳香族缩 聚物片层分子接近平行堆积，因此具有良好的一维有序结 构，但结构单元之间的位错导致在其他方向的有序性较差。
55%脱嵌）、循环寿命好，易制备，但价格贵；
原料：LiCO3 或LiOH和Co3O4 设备：隧道窑、回转窑和大功率微波炉 方法：高温固相反应 合成温度：900-950℃ 合成工艺：配料—>混合—>造粒—>烧结—>粉碎—>分级—>检测—
>包装

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正极材料----理化指标
价格比钴酸锂低。安全性较好，可过充（至4.5V，并由 此表现出容量高）。相同荷电量电压比钴酸锂低，电压 平台不凸出。配料、制片过程湿度和烘烤工艺要求较高。

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特点：理论比容量275 mAh/g，实际可达145 mAh/g 。
3：锂电池用粘结剂

羧甲基纤维素钠（CMC）
厚度：38、25、20、16微米，越薄在单位体积内装的活性
物质越多，安全性越差。 透气性：是指在一定的条件下（如压力），一定量（如 100CC）的空气通过隔膜所需的时间（s），与隔膜的孔 径和孔隙率有关。 机械强度：分为长度和垂直方向的拉伸强度。 刺穿强度：越大安全性越好。 收缩率：分为长度和宽度方向，越小安全性越好。尤其 是在热冲击性能方面，隔膜的收缩率和工艺设计余量影响 很大。

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天然鳞片石墨----理化指标

层面间（d002）：为两002晶面间的距离；理想石墨的 石墨化度(r)：接近理想石墨的程度；
d002=3.354nm，若人造石墨的d002值越小，说明其结构越接近理想 石墨，也就是石墨化程度越高；
r=1-P P为石墨结构无序度，可用富兰克林公式计算 富兰克林公式：P=(d002 -3.354)/(3.44-3.354)= (d002 3.354)/0.086 设结构最杂乱的碳材料的d002 ＝3.44 若某石墨的d002 ＝3.36计算其石墨化度？ r＝1－P＝1－（3.36－3.354）/0.086＝0.93=93%
分离 回收

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人造石墨

软碳：
是经过高温处理能够转化为石墨的无定形碳，石油 焦、碳纤维等；其特点：石墨化度低，晶形尺寸小，晶 面距大，较石墨能大电池充放电（可快速充放电），且 有耐过充过放的能力，但有电压滞后的现象。

硬碳：
是指难石墨化碳，如乙炔黑、酚醛树脂和环氧树脂 裂解的产物；特点：晶面间距相当大，比容量高，循环 性能好，但有电压滞后，首次充放电不可逆损失大；
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天然石墨

天然石墨在电池中的优缺点
优点：石墨化度高，理论比容量高； 缺点：循环寿命差，要在其表面进行包覆才能使用 （沥青，环氧树脂，酚酫树脂等）； 天然石墨改性。

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人造石墨

人造石墨
是目前锂电负极中使用的主要材料；其特点：价格 便宜，循环性能好，但比容量稍低； 生产过程：石油焦—>煅烧（1300℃ ） —>粉碎—> 混捏—>成型—>焙烧—>石墨化（2800 ℃ ） —> 机械 加工—>石墨粉

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天然鳞片石墨----理化指标

对于非理想石墨的理论比容量计算：
Q＝372＊r=372*0.93=346；

真密度：理想石墨的真密度为2.266g/cm3，其它石
墨材料的真密度只接近其值，不能超过，越接近说明其 结构越接近理想石墨，其石墨化度越高；


碳负极材料的比容量
比容量：单位质量的活性物质充电或放电到最大程度时的电量，用 mAh/g表示；理想石墨的嵌入锂离子形成LiC6时的理论比容量是372 mAh/g 其计算方法如下： 金属锂电化学比容量是3860 mAh/g ，锂的原子量为6.94，碳的原 子量是12.01, 3860＊6.94/（12.01＊6）＝372 mAh/g 。

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2：正极材料
正极材料
钴酸锂、镍酸锂和尖晶石形的锰酸锂、磷酸铁锂、三元 （Ni：Co：Mn）

钴酸锂
可分为一次粒子（UM钴酸锂）和二次粒子（Seimi钴酸锂，经过二次烧结，结 构像葡萄串）。
特点：电压高、比容量高（理论比容量274 mAh/g，实际可达145 mAh/g ，