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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 电化基础 » 到底什么材料可以作为锂离子电池电极材料
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清远常山

铜虫 (正式写手)

[求助] 到底什么材料可以作为锂离子电池电极材料

各位，最近正在寻找新体系做锂离子电池的正极材料，以前研究的是传统正极材料，没有思考过到底什么材料可以作为电极材料。对于理论判断的十分缺乏，在此求助各位虫友，望多多交流，以下提出几个问题:
1.作为正极材料，主流商用型正极材料基本都是嵌入型，是不是只要能够嵌入和脱出锂离子的材料就可以作为正极材料了?
2.对于陌生体系，有没有计算方法判断一下它作为电极材料的可能性？（当然，做一个半电池看性能是很直接的，CV扫描可以看到很多信息，但是有时候合成产物杂质量比较多或者难合成，这就需要计算一下）
3.对于能机能谱等方面的知识，刚刚接触，正在看固体物理。电化学方面的知识也很是缺乏，如果有扫盲的书籍，请务必推荐
谢谢各位啦！！！
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我思故我在
1楼2017-01-05 16:55:40
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清远常山

铜虫 (正式写手)
2楼2017-01-05 19:33:59
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huczustc

至尊木虫 (知名作家)
★
清远常山(langzhizhou代发): 金币+1 2017-01-05 22:50:38
之所以选择锂电池，根本原因就是因为锂的电极电势，-3.04V.其他的当然也可以，比如有钠离子电池，镁离子电池。

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因为相信，所以简单
3楼2017-01-05 22:15:48
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huczustc

至尊木虫 (知名作家)
★
清远常山(langzhizhou代发): 金币+1 2017-01-05 22:50:45
传统的锂电池可研究的东西多着呢，想找一些新型的电极材料，发文章可以用，但论实用性的话还有很长的路要走。

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因为相信，所以简单
4楼2017-01-05 22:17:55
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清远常山

铜虫 (正式写手)
引用回帖:
3楼: Originally posted by huczustc at 2017-01-05 22:15:48
之所以选择锂电池，根本原因就是因为锂的电极电势，-3.04V.其他的当然也可以，比如有钠离子电池，镁离子电池。

锂离子电池正极选择的条件是什么呢？电位越正越好？
锂离子电池正极材料一般为嵌入化合物，嵌入化合物应具有如下性质：
1.金属离子在嵌入化合物中具有较高的氧化还原电位，从而使电池的输出电压高；
2.在嵌入化合物中大量的Li离子可以发生可逆的脱嵌以得到高容量；
3.在整个脱嵌过程中，材料的结构尽可能的不发生改变，确保良好的循环性能；
4.氧化还原电位随着Li离子的脱嵌不发生显著变化，可以确保平稳的充放电过程；
5.嵌入化合物应具有较好的电子电导率和离子电导率，可以减少极化，保证大电流充放电；
6.材料在整个电压范围内化学稳定性要好，不与电解质发生反应；
7.锂离子在此材料中有较大的扩散系数，便于快充快放；
8.从环境角度讲，材料便宜无污染；
传统材料钴酸锂，锰酸锂，磷酸铁锂，聚合物等，的确可以作为正极材料，可是如果想让电动车替代燃油汽车，这些材料显得力不从心。那么是不是我们选择嵌入式材料作为正极材料错了呢，还是说有更好的嵌入型材料我们没有发现呢。Li2MnO3材料，理论上不可以作为正极材料，我想知道的并不是大家为什么选择锂离子电池，而是想知道，理论上不能，理论是什么理论？怎么计算，怎么看，拿到一个新材料，我说它可以作为正极材料，凭什么这么说，除了实验外，有没有其他依据。
谢谢您的回复，不过，呵呵了
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我思故我在
5楼2017-01-06 09:56:22
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清远常山

铜虫 (正式写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by huczustc at 2017-01-05 22:17:55
传统的锂电池可研究的东西多着呢，想找一些新型的电极材料，发文章可以用，但论实用性的话还有很长的路要走。

城市孩子看到农村孩子忍饥挨饿，大声疾呼，他们怎么不知道吃蛋糕啊
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我思故我在
6楼2017-01-06 09:57:28
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清远常山

铜虫 (正式写手)
为求高手传授武艺，每日一顶，莫沉
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我思故我在
7楼2017-01-06 09:58:51
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huczustc

至尊木虫 (知名作家)
引用回帖:
5楼: Originally posted by 清远常山 at 2017-01-06 09:56:22
锂离子电池正极选择的条件是什么呢？电位越正越好？
锂离子电池正极材料一般为嵌入化合物，嵌入化合物应具有如下性质：
1.金属离子在嵌入化合物中具有较高的氧化还原电位，从而使电池的输出电压高；
2.在嵌入化 ...

楼主码了作为正极材料的条件，辛苦了。这些所谓的理论在任何一本有关电池的书上都可以找到。不用如此劳心费力。MS结合第一性原理来分析作为正极材料的文献亦不在少数，可供参考。望在此处多下功夫。

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因为相信，所以简单
8楼2017-01-06 10:13:30
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清远常山

铜虫 (正式写手)
引用回帖:
8楼: Originally posted by huczustc at 2017-01-06 10:13:30
楼主码了作为正极材料的条件，辛苦了。这些所谓的理论在任何一本有关电池的书上都可以找到。不用如此劳心费力。MS结合第一性原理来分析作为正极材料的文献亦不在少数，可供参考。望在此处多下功夫。
...

这个您说的就对了，我去学习学习第一性原理，待有所感受的时候再和您交流。莫生气，我有点刻薄了，不好意思
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我思故我在
9楼2017-01-06 10:17:22
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huczustc

至尊木虫 (知名作家)
引用回帖:
6楼: Originally posted by 清远常山 at 2017-01-06 09:57:28
城市孩子看到农村孩子忍饥挨饿，大声疾呼，他们怎么不知道吃蛋糕啊...

不知道楼主的这个类比是想说明什么问题。饥饿的农村孩子不吃蛋糕，当然是因为他们无蛋糕可吃。如今各种火热的电池蛋糕在HEV上绝对够吃，虽说口味可能差强人意，但楼主自己去寻找蛋糕当然可以，那也得是在自己吃饱的前提下，否则画饼充饥罢了。

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10楼2017-01-06 10:18:46
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