講解鋰離子電池的正極材料
來源：寶鄂實業(yè)
2021-05-04 14:26
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●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(yè)化正極材料，在幾十年的發(fā)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(huán)性能好、合成工藝簡單等優(yōu)勢。但該材料含鈷較多，成本較高。
目前在3C電子電池中，大多數(shù)仍使用鈷酸鋰而并非比容量更高的三元材料，原由是鈷酸鋰材料的壓實密度大于三元材料，即單位體積內(nèi)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。其主要特點是成本低廉，安全性非常好，循環(huán)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車范疇有了廣泛的使用。
●三元材料(NCM、NCA)
三元材料是與鈷酸鋰結構極為相近的鋰鎳鈷錳氧化物(LiNixCoyMn1-x-y02)的俗稱，這種材料在比能量、循環(huán)性、安全性和成本方面可以進行均衡和調(diào)控。
鎳鈷錳三種元素的不同配置將為材料帶來不同的性能：鎳含量增加將增加材料的容量，但會使循環(huán)性能變差;鈷的存在可使材料結構更加穩(wěn)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(yōu)化，是三元鋰離子電池材料研發(fā)的重點。
正極材料對鋰電有多緊要?
鋰離電池主要由正極材料、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(jù)較高的比例，并且正極材料的性能筆直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作用不言而喻。
一般來說，在鋰電池產(chǎn)品組成成分中，正極材料占據(jù)著最緊要的地位，正極材料的好壞，筆直決定了最終鐵鋰離子電池電池產(chǎn)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。鋰電池正極材料已成為制約我國高性能鋰電池發(fā)展的瓶頸。另外，在正極材料研究方面所取得的進展，也展示出鋰電池正極材料發(fā)展的廣闊前景。
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