工信部设定锂电池正极材料目标

2012-04-01      1078 次浏览

工信部于2月27日发布了新材料产业“十二五”发展规划,对于锂离子电池正极材料发展的目标提出了具体要求。
    规划提到的正极材料标准涉及到目前国内三种主要的锂电池:锰酸锂电池,三元材料锂电池,磷酸铁锂电池。由于正极材料相对于负极材料的能量密度低,所以,锂电池技术欲改进性能多从正极入手,而电池也往往以正极命名。工信部此次公布的指标是针对主要性能而设定的,目标是开发出高效率、高容量(≥150mAh/g)、长寿命(>2000次)、高安全性能的锂电池正极材料。对于锂电池而言,这些性能需要阴极保护技术的实施。
    根据百度百科的解释:阴极保护技术是电化学保护技术的一种。由于金属容易被腐蚀,需要对被腐蚀金属施加外部电流进行阴极极化,也就是形成阴极,这样可以减少或防止金属腐蚀,这种保护技术分为三种:牺牲阳极、强制电流和特定环境的排流保护法。
    锂电池也是如此,锂电池正极既有保护金属和金属化合物不被腐蚀的义务,同时,其正极材料应该与负极材料和电解液一起参与化学反应,以获得较高的单体电池电压。为此,锂电池正极材料一般选择高电势的嵌锂化合物。
    目前,锂离子电池的比能量是比较高的,从镍氢电池的80 Wh/kg提高到了150Wh/kg,聚合物锂电池则达到180Wh/kg。锂电池的正负极是电池性能直接决定因素。在电化学储能体系中,金属锂的比容量在负极材料中最高,达3861mAh/g,常用的石墨碳比容量也可以做到350 mAh/g。相对于负极而言,限制锂电池比容量的关键是正极材料的比容量过低,磷酸铁锂电池正极的理论比容量虽然达到了170 mAh/g,但与负极相比仍有极大悬殊。更何况,实际比容量比理论比容量要小,所以,提高锂电池的比容量是提高锂电池最重要参数——容量的根本途径。
    从循环寿命来看,目前,锂电池的理论寿命只有1000次左右,最长的是磷酸铁锂电池,可以达到2000次,但也不稳定。
    工信部的规划对上述两项指标提出量化,显示了国内锂电池技术的主要瓶颈。尤其是对目前正在发展的新能源汽车来说,体积更小、寿命更长无疑是其能否普及的原因。

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