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    鋰離子電池正極材料的現狀和未來發展趨勢

    來源:存能電氣  日期:2019-07-26 14:17  瀏覽量:

      鋰離子電池正極材料的現狀和未來發展趨勢。正極材料是鋰電池中最為關鍵的原材料,由于正極材料在鋰離子電池中占有較大比例,因此它決定了電池的安全性能,其成本也直接決定電池成本的高低。應該說是鋰離子電池正極材料的發展引領了鋰離子電池的發展。

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      鋰離子電池正極材料的現狀

      目前,鋰離子正極材料的性能和價格等是制約其進一步向高能量、長壽命和低成本發展的瓶頸,發展高能鋰離子的關鍵技術之一是正極材料的開發。理論上具有層狀結構和尖晶石結構的材料,都能做鋰離子電池正極材料。

      目前正在使用和開發的鋰電池正極材料中,以過渡金屬氧化物所表現出的性能最佳,主要有:層狀鹽結構的鈷酸鋰、鎳鈷酸鋰、鎳錳酸鋰和鎳錳鈷酸鋰三元材料,尖晶石型的錳酸鋰,橄欖石型的磷酸鐵鋰等鋰錳氧化物。中國目前正極材料主要包括鈷酸鋰、三元材料、錳酸鋰和磷酸鐵鋰。

      鈷酸鋰依然是國內小型鋰電領域正極材料的主力,三元材料和錳酸鋰主要在小型鋰電中應用,在電動自行車和電動工具中也有部分使用;磷酸鐵鋰目前主要使用在電動工具盒電動汽車領域。

      在鋰離子電池產品組成成分中,正極材料占據著最重要的地位,正極材料的好壞,直接決定了最終鋰離子電池產品的性能指標。而正極材料在電池成本中所占比例高達40%左右。鋰離子電池正極材料已成為制約我國高性能鋰離子電池發展的瓶頸。另外,在正極材料研究方面所取得的進展,也展示出鋰離子電池正極材料發展的廣闊前景。

      鋰電池生產廠家對正極材料的要求

      1、電池反應應該具有較大的吉布斯自由能,以保證可以提供高的電池電壓;

      2、放電過程中吉布斯自由能變化要小,以保證輸出電壓接近為常數;

      3、正及材料應有低的氧化電位,即相對于金屬鋰有較高的電壓;

      4、盡可能輕,但有能儲存大量鋰,以保證具有較大容量;

      5、具有良好的電子導電性;

      6、在全部操作電壓內結構穩定,保證有較長的循環壽命;

      7、材料便宜低毒。

      鋰離子電池正極材料的未來發展趨勢

      鋰電池是新能源汽車的核心零部件之一,鋰電池正極材料對其安全性、循環壽命等性能影響巨大,對新能源和新能源汽車等戰略新興產業迅速崛起至關重要。根據鋰電池實際的應用領域來強化不同的性能要求,靈活性很強,多元材料被眾多鋰電和材料專家認定為未來主要的車用動力鋰離子電池正極材料。

      磷酸鐵鋰相對其他鋰離子電池密度較小,但是它成本低,安全性高,電池壽命較長。從循環壽命和未來成本的降低空間看,磷酸鐵鋰是比較有潛力的儲能電池正極材料。

      簡言之,新能源汽車給鋰電及正極材料市場帶來了蓬勃發展,中國由于兼具生產和銷售地的雙重地緣優勢,給中國鋰電產業鏈條帶來了前所未有的機遇。由于對續航里程的追求,動力鋰電的能量密度的要求不斷提升,多元材料成為國內外鋰電技術主流發展趨勢。

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