什么是鋰電池正極材料?鋰離子電池正極材料特點

來源：存能電氣  日期：2019-09-09 09:02  瀏覽量：次

　　什么是鋰電池正極材料？鋰離子電池正極材料特點。鋰離子電池的能量密度、充放電倍率、安全性等一些關鍵指標，主要受制于正極材料。正極材料的每一次小小的進步，都能給鋰離子電池的性能帶來巨大的提升，當然，也會給材料加工帶來一定的難度。

　　什么是鋰電池正極材料？

　　正極材料是決定鋰離子電池性能的關鍵材料之一，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。目前研制成功并得到應用的正極材料主要有鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料鎳鈷錳酸鋰(NCM)和鎳鈷鋁酸鋰(NCA)等。

　　鋰離子電池正極材料主要有,鋰鈷氧化物、鋰鎳氧化物、鋰錳氧化物和聚陰離子正極材料系列。正極材料的安全性，能量密度和功率密度是當前不同車型對鋰電池類型做出取舍的基本依據。在動力電池的構成成本當中,正極材料的成本超過40%,所以如何降低正極材料的成本成為關鍵。

　　相比于鋰離子電池的其他原材料，正極材料的品種更加多樣化，生產工藝也更加復雜，品質失效的風險也就更大，因而對其質量管理的要求也就更高。

　　鋰離子電池正極材料特點

　　鋰離子電池正極材料是含有鋰的過度金屬氧化物，屬于一類功能陶瓷材料。對于用于鋰離子電池的材料來說，鋰離子必須能夠在晶體中自由的擴散，晶體結構決定了鋰離子的移動維數。

　　鋰離子電池正極材料的主要特點：

　　1、鈷酸鋰

　　鈷酸鋰由于具有生產工藝簡單和電化學性能穩(wěn)定等優(yōu)勢，所以最先實現(xiàn)商品化。同時由于鈷酸鋰具有工作電壓高、充放電電壓平穩(wěn)，適合大電流充放電，比能量高、循環(huán)性能好等優(yōu)點，在需要小型充電電池的領域中具有重要應用。

　　鈷酸鋰電池正極材料的缺點是價格昂貴，實際比容量僅為其理論容量的274mAh/g的50%左右;鈷酸鋰的循環(huán)壽命已達到1000次，但仍有待于進一步提高;此外鈷酸鋰的抗過充電性能較差，在較高充電電壓下比容量迅速降低。

　　2、三元材料

　　近幾年來層狀嵌鋰多元過渡金屬復合型正極材料發(fā)展迅速，尤其是含有鈷鎳錳三種元素的新型過渡金屬嵌鋰氧化物復合材料。

　　3、錳酸鋰

　　與鈷酸鋰和鎳酸鋰相比，錳酸鋰電池具有安全性好、耐過充性好、原料錳的資源豐富、價格低廉及無毒性等優(yōu)點，是很有發(fā)展前途的一種正極材料。層狀錳酸鋰用作鋰離子電池正極材料的缺點是雖然容量很高，但在高溫下不穩(wěn)定，而且在充放電過程中易向尖晶石結構轉變，導致容量衰減過快。錳酸鋰在中國市場的使用還主要定位在小型電池領域，無法應用于高端領域，更不能完全取代鈷酸鋰材料在小型鋰電的地位。

　　4、磷酸鐵鋰

　　隨著動力電池的發(fā)展，國內廠家大多傾向于采用磷酸鐵鋰材料。它是一類新型的鋰離子電池用正極材料。該類材料具有高的能量密度、低廉的價格、優(yōu)異的安全性等特點，特別適用于動力電池。由于磷酸鐵鋰生產技術門檻很高，大多數生產廠商在批量生產時產品的穩(wěn)定性難以保證。它的缺點是電阻率較大，電極材料利用率低。

　　以上就是鋰離子電池正極材料的介紹，我國在鋰離子電池正極材料的開發(fā)和產業(yè)化方面具有得天獨厚的優(yōu)勢，擁有完善的產業(yè)鏈和可持續(xù)發(fā)展的良好勢頭：Ni、Mn礦產資源豐富，有色金屬冶煉工藝成熟，正極及其前驅體產業(yè)品種齊全，電池及其市場應用規(guī)模大、范圍廣，電池回收正在積極布局。