鋰電池哪幾種參數(shù)指標(biāo)？鋰電池正極材料哪幾種要求？
來源：寶鄂實業(yè)
2021-04-17 16:44
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1、鋰電池單體
鋰電池單體由正負(fù)、電極、電解液和隔膜組成，是組成電池模塊和電池包的基本結(jié)構(gòu)單元。電池作為一種電化學(xué)電源天然的具有電壓、內(nèi)阻、容量、能量、功率等特性參數(shù)。
2、電壓
單體電壓重要的取決于單體正負(fù)極材料的類型，一般的鈷酸鋰、三元正極配合石墨負(fù)極可以獲得4.2V左右的滿充電壓，而磷酸鐵鋰電池最高只能達(dá)到3.6V。這里的電壓，準(zhǔn)確的說應(yīng)該是電勢取決于材料屬性，電勢數(shù)值上等于靜置足夠長時間以后的電池開路電壓。而閉合回路中的單體端電壓，是我們用外部儀器檢測到的電壓值，其數(shù)值等于電池電勢減去電池內(nèi)阻占壓。而電池內(nèi)阻并非恒定不變，會受到多種因素的影響而發(fā)生變化。
3、容量
鋰電池容量，可度量的容量，是在電池合理的最高最低電壓范圍內(nèi)，可以充入和放出的最大電量。單體的容量明顯的受到老化程度的影響，大家都知道，容量衰減到一個極限值就是鋰電池淘汰的時候，可見二者具有絕對的相關(guān)性。其次，容量還收到溫度的影響，低溫下，活性物質(zhì)活性下降，能夠供應(yīng)的離子變少，容量必然跟著下降。
4、功率
這里的功率，準(zhǔn)確的說應(yīng)該是比功率，是一只單體的充放電功率能力或者說單位質(zhì)量或者單位體積電芯的充放電功率能力。鋰電池是否能進行大功率充放電，這在它被設(shè)計完成的時候就已經(jīng)決定了。電芯一旦被加工出來，其合理的最大充放電電流就已經(jīng)確定了，除了調(diào)整電池散熱條件，能夠小范圍改變其最大充放功率以外，幾乎沒有進一步調(diào)整的空間。
鋰電池正極材料的要求
鋰電池的重要部件有正極、負(fù)極、電解液、隔膜等，鋰離子能量的存儲和釋放是以電極材料的氧化還原反應(yīng)形式實現(xiàn)的，正極活性物質(zhì)是鋰電池最為關(guān)鍵的核心材料。
一般而言，正極材料的關(guān)鍵性能指標(biāo)有：化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)、粒度分布、振實密度、比表面積、pH值、首次放電比容量、首次充放電效率、循環(huán)壽命等。
在鋰電池正極材料的研究方面，美國學(xué)者鋰電池之父GOODENOUGH教授作出了巨大貢獻：1980年在英國牛津大學(xué)就職期間發(fā)現(xiàn)了鈷酸鋰可用作鋰電正極，次年他在LCO專利中提及鎳酸鋰作為正極材料的可行性；1983年，首次嘗試將錳酸鋰作為正極材料用于鋰電池；1997年，他又開發(fā)出橄欖石結(jié)構(gòu)正極材料磷酸鐵鋰。此外，為知道決鎳酸鋰性能不穩(wěn)定問題，加拿大的DAHN教授和日本小槻勉教授進行了大量的摻雜改性研究；1997年，日本戶田公司率先申請了最早的鎳鈷鋁酸鋰專利；1999年，新加坡大學(xué)的劉昭林、余愛水等人在鎳鈷酸鋰基礎(chǔ)上引入Mn改性，最早報導(dǎo)了鎳鈷錳酸鋰。
正極是電池的核心部件，其優(yōu)劣直接影響電池性能。一般而言對正極活性物質(zhì)有如下要求：1、允許大量Li+嵌入脫出(比容量大)；2、具有較高的氧化還原電位(電壓高)；3、嵌入脫出可逆性好，結(jié)構(gòu)變化小(循環(huán)壽命長)；4、鋰離子擴散系數(shù)和電子導(dǎo)電性高(低溫、倍率特性好)；5、化學(xué)/熱穩(wěn)定性高，與電解液相容性好(安全性好)；6、資源豐富，環(huán)境友好，價格便宜(成本低、環(huán)保)。
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