不同的正極材料對鋰電池性能分別有什么影響？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-19 21:11
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正極材料對鋰電池性能的影響
電芯能量密度
每種正極材料都有其理論能量密度，選擇了一種正極材料，就選擇了電芯能量密度的上限。正極材料的用量設計和加工制作過程中的振實密度也對電芯成品的能量密度產(chǎn)生影響。
電芯功率密度
不同的正極材料種類，決定了電池充放電功率的大體范圍。材料的一些細節(jié)，作為輔助因素，也會對功率特性造成影響。比如，正極材料的晶體結構穩(wěn)定性，顆粒尺寸，摻雜原子，碳包覆工藝，材料的制備方法等。以上因素最終都是通過影響正極材料容納鋰離子的能力和脫嵌嵌入通道的通暢性來影響鋰電池的功率密度。
電芯循環(huán)壽命
影響電芯循環(huán)壽命的因素很多，與正極材料相關的，主要有正極材料活性物質在循環(huán)使用中的損耗，以及充放電過程中，材料結構的崩壞引發(fā)的正極容納鋰離子能力的衰減。而正極材料中的雜質成分，比如單質鐵和三價鐵，都會與電解液相互作用，產(chǎn)生不良副反應，或者造成內(nèi)部微短路。磷酸鐵鋰電池放電平臺電壓低（3.2V），比能量低，對于移動電源這種高度要求便攜性的設備是不適用的。
鐵鋰的優(yōu)勢一是循環(huán)性能好，但是對于一般人，移動電源一年也難得循環(huán)多少次吧，況且三元材料循環(huán)幾百次也是沒問題的。
鐵鋰另一個是優(yōu)勢是安全性能好，這對于移動電源倒是有一定意義的
1.內(nèi)因
（1）在電極方面，反復充放電使電極活性表面積減少，電流密度提高，極化增大；活性材料的結構發(fā)生變化；活性顆粒的電接觸變差，甚至脫落；電極材料(包括集流體)腐蝕；
現(xiàn)階段常用電池負極為石墨，正極是LiCoO2，LiFePO4以及LiMn2O4等，電池放點初期電解液會在電極表面形成一層SEI（固態(tài)電解質）膜，其成分主要是ROCO2Li（EC和PC環(huán)狀碳酸酯還原產(chǎn)物）、ROCO2Li和ROLi（DEC和DMC等鏈狀碳酸酯的還原產(chǎn)物）、Li2CO3（殘余水和ROCO2Li反應產(chǎn)物），若用LiPF6時，殘余的HF會與SEI中ROCO2Li，使SEI中主要是LiF和ROLi。
SEI是Li+導體，脫嵌鋰時碳電極體積變化很小，但即使很小，其產(chǎn)生的內(nèi)應力也會使負極破裂，暴露出來新的碳表面再與溶劑反應形成新的SEI膜，這樣就造成了鋰離子和電解液的損耗，同時，正極材料活性物質膨脹超過一定程度也會形成無法修復的永久性結構觸損耗，這樣正極和負極的不斷損耗造成了容量的不斷衰減；再者，增加的SEI膜會造成界面的電阻層架，使電化學反應極化電位升高，造成電池性能衰減
在電極中，隨著充放電反應的進行，黏結劑的性能也會逐步下降，，黏結強度降低，使電極材料脫落；
銅箔和鋁箔是常用的負極和正極集流體，兩者都容易發(fā)生腐蝕，腐蝕產(chǎn)物聚集在集流體表面成膜，增加內(nèi)阻，銅離子還能形成枝晶，穿透隔膜，使電池失效。
