鋰電池廠家?guī)阏J識鋰離子電池正極材料
來源:存能電氣 日期:2019-08-22 11:27 瀏覽量:次
鋰電池廠家?guī)阏J識鋰離子電池正極材料。鋰離子電池的主要構(gòu)成材料包括電解液、隔離材料、正負極材料等。正極材料是決定鋰離子電池性能的關(guān)鍵材料之一,也是目前商業(yè)化鋰離子電池中主要的鋰離子來源,其性能和價袼對鋰離子電池的影響較大。
鋰電池廠家?guī)阏J識鋰離子電池正極材料
鋰離子電池是通過鋰離子在正極和負極材料之間來回嵌入和脫嵌,實現(xiàn)化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的裝置,又被形象的描述為搖椅電池。
正極材料一直是鋰離子電池核心,它的選擇直接決定了電池性能的高低。正極材料的選擇主要是,可逆脫鋰和嵌鋰的過渡金屬氧化物,是鋰離子電池的重要成分之一。鋰離子正極材料主要以氧化物為主,目前,LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4等鋰化物都是常見的正極材料。
隨著鋰離子電池的不斷發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域也在逐漸的擴大,其在正極材料的使用方面已經(jīng)由單一化向多元化的方向轉(zhuǎn)變,其中包括:橄欖石型磷酸亞鐵鋰、層狀鈷酸鋰、尖晶石型錳酸鋰等等,實現(xiàn)多種材料的并存。
鋰電池正極材料的工業(yè)化生產(chǎn)工序較多,合成路線也相對比較復(fù)雜,對溫度、環(huán)境、雜質(zhì)含量的控制也比較嚴格,正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等。
鋰離子電池正極材料一般制備方法
1.固相法
一般選用碳酸鋰等鋰鹽和鈷化合物或鎳化合物研磨混合后,進行燒結(jié)反應(yīng)。此方法優(yōu)點是工藝流程簡單,原料易得,屬于鋰電池發(fā)展初期被廣泛研究開發(fā)生產(chǎn)的方法,國外技術(shù)較成熟;缺點是所制得正極材料電容量有限,原料混合均勻性差,制備材料的性能穩(wěn)定性不好,批次與批次之間質(zhì)量一致性差。
2.絡(luò)合物法
絡(luò)合物法用有機絡(luò)合物先制備含鋰離子和鈷或釩離子的絡(luò)合物前驅(qū)體,再燒結(jié)制備。該方法的優(yōu)點是分子規(guī)?;旌希牧暇鶆蛐院托阅芊€(wěn)定性好,正極材料電容量比固相法高,國外已試驗用作鋰電池的工業(yè)化方法,技術(shù)并未成熟,國內(nèi)目前還鮮有報道。
3.溶膠凝膠法
利用上世紀70年代發(fā)展起來的制備超微粒子的方法,制備正極材料,該方法具備了絡(luò)合物法的優(yōu)點,而且制備出的電極材料電容量有較大的提高,屬于正在國內(nèi)外迅速發(fā)展的一種方法。缺點是成本較高,技術(shù)還屬于開發(fā)階段。
鋰離子電池正極材料未來發(fā)展趨勢
實際上目前很多科研機構(gòu),都在努力研究新型的鋰離子電池正極材料,希望能把能量密度、倍率和壽命等關(guān)鍵指標提升到更高的量級。
從技術(shù)發(fā)展方面能夠看出,在日后的發(fā)展中還會產(chǎn)生更多新型的正極材料。對于動力電池的正極材料來說,其在成本費用、安全性能、循環(huán)能力以及能量密度等多個方面都具有較為嚴格的要求。
在未來的發(fā)展中,必會加強對此方面的研究力度,使鋰離子電池的作用發(fā)揮到更大,這也將帶動其鋰電池材料不斷得到更新?lián)Q代。
隨著鋰電池行業(yè)的發(fā)展,在正極材料行業(yè)未來能夠發(fā)明符合行業(yè)發(fā)展趨勢所需材料的企業(yè),將有希望成為材料行業(yè)的新星。
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