正極材料的不同帶來鋰電池電芯性能的區(qū)別有哪些？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-10-05 13:02
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正極材料不同帶來電芯性能的區(qū)別
正極材料的安全性、能量密度和功率密度是選擇不同類型鋰電池的基本依據(jù)。然而，正如可以看到的那樣，動(dòng)力電池本身的特性不能完全確定梯級(jí)利用的性能。
正極材料的安全性、能量密度和功率密度是選擇不同類型鋰電池的基本依據(jù)。然而，正如可以看到的那樣，動(dòng)力電池本身的特性不能完全確定梯級(jí)利用的性能。
1）錳酸鋰
錳酸鋰作為一種使用歷史悠久的鋰電池材料，具有較高的安全性，特別是較強(qiáng)的抗過充能力，是其突出的優(yōu)點(diǎn)。由于錳酸鋰具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，在芯的設(shè)計(jì)中，陰極材料的用量不必超過負(fù)極。這樣，整個(gè)系統(tǒng)中的活性鋰離子量就不大了。負(fù)極填充后，正極中不會(huì)有太多鋰離子。即使過充電，在負(fù)沉積中也不會(huì)有大量的鋰離子結(jié)晶。因此，錳酸鋰的過充電阻是常用材料中最好的。
另外，該材料價(jià)格低廉，生產(chǎn)工藝要求相對(duì)較低。它是一種較早被廣泛應(yīng)用的陰極材料。
2）磷酸鐵鋰
磷酸鐵鋰的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在安全性和循環(huán)壽命上。主要決定因素是磷酸鐵鋰的橄欖石結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)一方面降低了磷酸鐵鋰的離子擴(kuò)散能力，另一方面也具有較好的高溫穩(wěn)定性和良好的循環(huán)性能。
磷酸鐵鋰具有能量密度低、稠度差、低溫性能差等明顯缺點(diǎn)。
低能量密度是由材料本身的化學(xué)性質(zhì)決定的。磷酸鐵鋰大分子只能容納一個(gè)鋰離子。
3）三元鋰
三元鋰負(fù)極材料結(jié)合LiCuO 2、LiNIO 2和LiMnO 2的優(yōu)點(diǎn)，在同一核內(nèi)形成協(xié)同效應(yīng)，兼顧了材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、活性和低成本的三項(xiàng)要求。它是三種主要陰極材料中能量密度最高的一種。其低溫效果也優(yōu)于磷酸鐵鋰電池。
在這三種元素中，鎳含量越高，堆芯的能量密度越高，堆芯的安全性越低。在實(shí)際應(yīng)用中，三種材料在堆芯中的比例隨時(shí)間而變化。隨著人們對(duì)能量密度的追求越來越高，鎳的比例也越來越高。電池本身的安全性能的提高以及系統(tǒng)監(jiān)控和事故處理的能力也將促進(jìn)三元鋰電池市場(chǎng)的擴(kuò)展。
