鋰電池負極材料的工作原理。電池負極是電池工作時流出電子的一極。從化學反應角度來說,負極在電池化學反應中起氧化反應的一端。以磷酸鐵鋰電池為例,其正極為磷酸鐵鋰,負極為石墨。在充電時,鋰離子從正極材料中脫嵌,并穿過隔膜到達負極,插入碳層;與此同時,負極從充電電源得到電子,電子(負電荷)與鋰離子(正電荷)在碳層平面上形成靜電平衡,形成LixC6。放電時,鋰離子從負極碳層間脫嵌,并穿過隔膜到達正極;同時,電子通過電路回到正極,與鋰離子以及固溶體(Li1-xFePO4)反應生成磷酸鐵鋰。
鋰電池負極材料的類型。鋰電池負極材料主要分為碳基材料和非碳基材料。碳基材料中的石墨類材料應用較廣,如人造石墨、天然石墨和中間相炭微球。碳基材料中的軟碳,例如石油焦和針狀焦,直接用作負極材料的比較少,更多是用作制造人造石墨或改性石墨的原材料。非碳基材料中,鈦基材料和硅基材料較為常見。
動力鋰電池行業高景氣,負極材料需求快速增長。鋰電池的主要下游應用領域為消費電池、動力電池和儲能電池。消費電池主要用于手機、筆記本電腦和相機等消費電子產品;動力電池應用主要為電動自行車和新能源汽車;儲能電池主要用于電動工具(也可劃分到消費電子市場)、移動基站電源、家庭儲能和電網儲能等。