是什么決定了鋰電池正極材料的安全性?
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-01-03 15:00
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是什么決定了鋰電池正極材料的安全性?正極材料的安全性、能量密度和功率密度是鋰電池在不同型號(hào)中選擇型號(hào)的基本依據(jù)。負(fù)極材料決定了鋰電池的能量密度、壽命和安全性，約占鋰電池成本的30%。
鋰陰極材料。JPG
是什么決定了鋰電池正極材料的安全性?
在普通正極材料中，鋰離子的含量大于負(fù)極材料的離子容量，從而改善鋰電池的功率特性和循環(huán)性。材料熱穩(wěn)定性的溫度越高,氧化能力較弱的材料,更安全的資料,以確保陰極材料并不與電解液反應(yīng)主要取決于陰極材料本身的熱穩(wěn)定性和電解質(zhì)的兼容性。
◆細(xì)胞能量密度
每個(gè)鋰電池正極材料都有其理論能量密度。如果你選擇陰極材料，你就選擇了電池能量密度的上限。在陰極材料的設(shè)計(jì)和制造過程中，電池的能量密度也受到陰極材料用量的影響。
◆電池功率密度
不同的陰極材料決定了鋰電池充放電功率的一般范圍。材料的某些細(xì)節(jié)作為輔助因素，也會(huì)影響功率特性。如陰極材料的晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、粒度、摻雜原子、碳包覆工藝、材料制備方法等。以上因素最終影響鋰電池的功率密度，影響正極材料容納鋰離子的能力和去包埋通道的暢通。
◆電池壽命
有許多因素影響鋰電池的循環(huán)壽命,這是與正極材料,主要包括活動(dòng)材料的損失在正電極材料的循環(huán)使用,以及容量的衰減正極的鋰離子所造成的材料結(jié)構(gòu)在充放電的過程中。陰極材料中的雜質(zhì)，如單質(zhì)鐵和三價(jià)鐵，與電解質(zhì)相互作用產(chǎn)生不利的副作用或?qū)е聝?nèi)部微短路。
鋰電池正極材料的基本要求
首先，材料本身電位高，從而與陰極材料形成較大的電位差，帶來高能量密度的芯設(shè)計(jì);同時(shí)，帶電離子的插入和脫離對(duì)電極電位的影響不大，因此在充放電過程中不會(huì)有太大的電壓波動(dòng)，不會(huì)對(duì)其他電氣系統(tǒng)造成不利影響。
第二，該材料含鋰量高，且鋰離子嵌入是可逆的。這是高容量的前提。有些負(fù)極材料，它們具有很高的理論容量，但有一半的鋰離子，它們?cè)诘谝淮尾迦牒缶褪チ嘶钚浴＿@種材料在商業(yè)上是不可行的。
第三，鋰離子的擴(kuò)散系數(shù)大，鋰離子在材料中的移動(dòng)速度快，具有很強(qiáng)的包埋和去包埋能力。它是影響電池內(nèi)阻和功率特性的因素。
四是材料比表面積大，嵌鋰位置多。由于鋰離子具有較大的表面積和較短的包埋通道，使得包埋和去包埋更加容易。同時(shí)槽淺，嵌鋰位置應(yīng)足夠。
五是與電解液相容性好，熱穩(wěn)定性好，安全可靠。鋰電池正極材料不容易與電解液發(fā)生反應(yīng)，在較高溫度下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，仍不容易與電解液發(fā)生反應(yīng)。這樣的材料，不會(huì)為電池提供額外的熱量積累，可以降低電池進(jìn)入加熱階段的概率。
六是材料易取，加工性能好。成本低、易加工成電極、電極結(jié)構(gòu)穩(wěn)定是材料推廣應(yīng)用的有利條件。
鋰電池正極材料價(jià)格走勢(shì)
當(dāng)談到鋰電池正極材料的價(jià)格時(shí)，我們首先想到的是鋰電池的價(jià)格。事實(shí)上，鋰離子正極材料的價(jià)格是鋰電池的重要組成部分。經(jīng)計(jì)算，鋰電池正極材料的價(jià)格約占25%~35%。
