什么是鋰電池正極材料?鋰離子電池正極材料特點(diǎn)

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-09-09 09:02  瀏覽量：次

　　什么是鋰電池正極材料？鋰離子電池正極材料特點(diǎn)。鋰離子電池的能量密度、充放電倍率、安全性等一些關(guān)鍵指標(biāo)，主要受制于正極材料。正極材料的每一次小小的進(jìn)步，都能給鋰離子電池的性能帶來(lái)巨大的提升，當(dāng)然，也會(huì)給材料加工帶來(lái)一定的難度。

　　什么是鋰電池正極材料？

　　正極材料是決定鋰離子電池性能的關(guān)鍵材料之一，也是目前商業(yè)化鋰離子電池中主要的鋰離子來(lái)源，其性能和價(jià)袼對(duì)鋰離子電池的影響較大。目前研制成功并得到應(yīng)用的正極材料主要有鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料鎳鈷錳酸鋰(NCM)和鎳鈷鋁酸鋰(NCA)等。

　　鋰離子電池正極材料主要有,鋰鈷氧化物、鋰鎳氧化物、鋰錳氧化物和聚陰離子正極材料系列。正極材料的安全性，能量密度和功率密度是當(dāng)前不同車型對(duì)鋰電池類型做出取舍的基本依據(jù)。在動(dòng)力電池的構(gòu)成成本當(dāng)中,正極材料的成本超過(guò)40%,所以如何降低正極材料的成本成為關(guān)鍵。

　　相比于鋰離子電池的其他原材料，正極材料的品種更加多樣化，生產(chǎn)工藝也更加復(fù)雜，品質(zhì)失效的風(fēng)險(xiǎn)也就更大，因而對(duì)其質(zhì)量管理的要求也就更高。

　　鋰離子電池正極材料特點(diǎn)

　　鋰離子電池正極材料是含有鋰的過(guò)度金屬氧化物，屬于一類功能陶瓷材料。對(duì)于用于鋰離子電池的材料來(lái)說(shuō)，鋰離子必須能夠在晶體中自由的擴(kuò)散，晶體結(jié)構(gòu)決定了鋰離子的移動(dòng)維數(shù)。

　　鋰離子電池正極材料的主要特點(diǎn)：

　　1、鈷酸鋰

　　鈷酸鋰由于具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單和電化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，所以最先實(shí)現(xiàn)商品化。同時(shí)由于鈷酸鋰具有工作電壓高、充放電電壓平穩(wěn)，適合大電流充放電，比能量高、循環(huán)性能好等優(yōu)點(diǎn)，在需要小型充電電池的領(lǐng)域中具有重要應(yīng)用。

　　鈷酸鋰電池正極材料的缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴，實(shí)際比容量?jī)H為其理論容量的274mAh/g的50%左右;鈷酸鋰的循環(huán)壽命已達(dá)到1000次，但仍有待于進(jìn)一步提高;此外鈷酸鋰的抗過(guò)充電性能較差，在較高充電電壓下比容量迅速降低。

　　2、三元材料

　　近幾年來(lái)層狀嵌鋰多元過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合型正極材料發(fā)展迅速，尤其是含有鈷鎳錳三種元素的新型過(guò)渡金屬嵌鋰氧化物復(fù)合材料。

　　3、錳酸鋰

　　與鈷酸鋰和鎳酸鋰相比，錳酸鋰電池具有安全性好、耐過(guò)充性好、原料錳的資源豐富、價(jià)格低廉及無(wú)毒性等優(yōu)點(diǎn)，是很有發(fā)展前途的一種正極材料。層狀錳酸鋰用作鋰離子電池正極材料的缺點(diǎn)是雖然容量很高，但在高溫下不穩(wěn)定，而且在充放電過(guò)程中易向尖晶石結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致容量衰減過(guò)快。錳酸鋰在中國(guó)市場(chǎng)的使用還主要定位在小型電池領(lǐng)域，無(wú)法應(yīng)用于高端領(lǐng)域，更不能完全取代鈷酸鋰材料在小型鋰電的地位。

　　4、磷酸鐵鋰

　　隨著動(dòng)力電池的發(fā)展，國(guó)內(nèi)廠家大多傾向于采用磷酸鐵鋰材料。它是一類新型的鋰離子電池用正極材料。該類材料具有高的能量密度、低廉的價(jià)格、優(yōu)異的安全性等特點(diǎn)，特別適用于動(dòng)力電池。由于磷酸鐵鋰生產(chǎn)技術(shù)門檻很高，大多數(shù)生產(chǎn)廠商在批量生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)品的穩(wěn)定性難以保證。它的缺點(diǎn)是電阻率較大，電極材料利用率低。

　　以上就是鋰離子電池正極材料的介紹，我國(guó)在鋰離子電池正極材料的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，擁有完善的產(chǎn)業(yè)鏈和可持續(xù)發(fā)展的良好勢(shì)頭：Ni、Mn礦產(chǎn)資源豐富，有色金屬冶煉工藝成熟，正極及其前驅(qū)體產(chǎn)業(yè)品種齊全，電池及其市場(chǎng)應(yīng)用規(guī)模大、范圍廣，電池回收正在積極布局。