锂离子电池正极材料的种类有什么

2021-04-02      1630 次浏览

锂离子电池正极材料


正极材料是决定锂离子电池性能的关键材料之一,也是目前商业化锂离子电池中重要的锂离子来源,其性能和价袼对锂离子电池的影响较大。目前研制成功并得到应用的正极材料重要有钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料镍钴锰酸锂(NCM)和镍钴铝酸锂(NCA)等。


1、钴酸锂


钴酸锂由于具有生产工艺简单和电化学性能稳定等优势,所以最先实现商品化。同时由于钴酸锂具有工作电压高、充放电电压平稳,适合大电流充放电,比能量高、循环性能好等优点,在要小型充电电池的领域中具有重要应用。钴酸锂正极材料的缺点是价格昂贵,实际比容量仅为其理论容量的274mAh/g的50%左右;钴酸锂的循环寿命已达到1000次,但仍有待于进一步提高;此外钴酸锂的抗过充电性能较差,在较高充电电压下比容量迅速降低。


2、三元材料


近几年来层状嵌锂多元过渡金属复合型正极材料发展迅速,尤其是含有钴镍锰三种元素的新型过渡金属嵌锂氧化物复合材料。


3、锰酸锂


与钴酸锂和镍酸锂相比,锰酸锂具有安全性好、耐过充性好、原料锰的资源丰富、价格低廉及无毒性等优点,是很有发展前途的一种正极材料。层状锰酸锂用作锂离子电池正极材料的缺点是虽然容量很高,但在高温下不稳定,而且在充放电过程中易向尖晶石结构转变,导致容量衰减过快。


4、磷酸铁锂


随着动力锂电池的发展,国内厂家大多倾向于采用磷酸铁锂材料。它是一类新型的锂离子电池用正极材料。该类材料具有高的能量密度、低廉的价格、优异的安全性等特点,特别适用于动力锂电池。它的出现是锂离子电池材料的一项重大突破,现已成为各国竞相研究的热点。目前磷酸铁锂被认为是最有发展前途的动力锂电池正极材料。由于磷酸铁锂生产技术门槛很高,大多数生产厂商在批量生产时产品的稳定性难以保证。它的缺点是电阻率较大,电极材料利用率低。因此研究工作重要集中在解决其导电率问题上。此外磷酸铁锂的专利问题也是其产业过程中的一个要解决的问题。


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