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鋰離子電池正極材料一般有什么?

鉅大LARGE  |  點擊量:132次  |  2020年09月21日  

摘要
●鈷酸鋰(LCO):適合小型電池,實際容量不高  鈷酸鋰是第一代商業化正極材料,在幾十年的發展中逐漸改性和提高,可以認為是最成熟的鐵鋰電池正極材料。鈷酸鋰具有放電平臺高、比容量較高、循環性能好、合成工

●鈷酸鋰(LCO):適合小型電池,實際容量不高


鈷酸鋰是第一代商業化正極材料,在幾十年的發展中逐漸改性和提高,可以認為是最成熟的鐵鋰離子電池正極材料。鈷酸鋰具有放電平臺高、比容量較高、循環性能好、合成工藝簡單等優點。但該材料含鈷較多,成本較高。


目前在3C電子電池中,大多數仍使用鈷酸鋰而并非比容量更高的三元材料,原因是鈷酸鋰材料的壓實密度大于三元材料,即單位體積內能容納的鈷酸鋰量更多。在更為重視體積密度的小型電池中,鈷酸鋰占有著一席之地。


●磷酸鐵鋰(LFP):能量密度低,安全性突出


磷酸鐵鋰離子電池是目前廣受關注的正極材料之一,理論比容量為170mAh/g,實際比容量可達150mAh/g以上。其重要特點是成本低廉,安全性非常好,循環壽命高,這些特點使得磷酸鐵鋰材料迅速成為研究熱點,磷酸鐵鋰離子電池也在電動汽車領域有了廣泛的應用。


●三元材料(NCM、NCA)


三元材料是與鈷酸鋰結構極為相似的鋰鎳鈷錳氧化物(LiNixCoyMn1-x-y02)的俗稱,這種材料在比能量、循環性、安全性和成本方面可以進行均衡和調控。


鎳鈷錳三種元素的不同配置將為材料帶來不同的性能:鎳含量新增將新增材料的容量,但會使循環性能變差;鈷的存在可使材料結構更加穩定,但含量過高會使容量降低;錳的存在可以降低成本并改善安全性能,但含量過高則會破壞材料的層狀結構,因此找到三種材料的比例關系以達到綜合性能最優化,是三元鋰離子電池材料研發的重點。


正極材料對鋰電有多重要?


鋰離電池重要由正極材料、負極材料、隔膜和電解液等構成,正極材料在鋰離子電池的總成本中占據較高的比例,并且正極材料的性能直接影響了鋰離子電池的各項性能指標,所以鋰電正極材料在鋰離子電池中的用途不言而喻。


一般來說,在鋰離子電池產品組成成分中,正極材料占據著最重要的地位,正極材料的好壞,直接決定了最終鐵鋰離子電池電池產品的性能指標。而正極材料在電池成本中所占比例高達40%左右。鋰離子電池正極材料已成為制約我國高性能鋰離子電池發展的瓶頸。另外,在正極材料研究方面所取得的進展,也展示出鋰離子電池正極材料發展的廣闊前景。


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