怎樣使電池保持高能量密度的同時(shí)還要保證安全？需要考慮這些因素
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-18 20:42
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鋰電池正極材料的選擇需要考慮哪些因素
1）具有較高的氧化還原反應(yīng)電位，使鋰電池達(dá)到較高的輸出電壓；
2）鋰元素含量高，材料堆積密度高，使得鋰離子電池具有較高的能量密度；
3）化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要好，使得鋰電池具有長(zhǎng)循環(huán)壽命；
4）電導(dǎo)率要高，使得鋰離子電池具有良好的充放電倍率性能；
5）化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性要好，不易分解和發(fā)熱，使得鋰離子電池具有良好的安全性；
6）價(jià)格便宜，使得鋰離子電池的成本足夠低；
7）制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，便于大規(guī)模生產(chǎn)；
8）對(duì)環(huán)境的污染低，易于回收利用。
正極材料對(duì)鋰電池性能的影響
①電芯能量密度
每種鋰電池正極材料都有其理論能量密度，選擇了一種正極材料，就選擇了電芯能量密度的上限。正極材料的用量設(shè)計(jì)和加工制作過(guò)程中的振實(shí)密度也對(duì)電芯成品的能量密度產(chǎn)生影響。
②電芯功率密度
不同的正極材料種類，決定了鋰電池充放電功率的大體范圍。材料的一些細(xì)節(jié)，作為輔助因素，也會(huì)對(duì)功率特性造成影響。比如，正極材料的晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，顆粒尺寸，摻雜原子，碳包覆工藝，材料的制備方法等。以上因素最終都是通過(guò)影響正極材料容納鋰離子的能力和脫嵌嵌入通道的通暢性來(lái)影響鋰電池的功率密度。
③電芯循環(huán)壽命
影響電芯循環(huán)壽命的因素很多，與正極材料相關(guān)的，主要有正極材料活性物質(zhì)在循環(huán)使用中的損耗，以及充放電過(guò)程中，材料結(jié)構(gòu)的崩壞引發(fā)的正極容納鋰離子能力的衰減。而正極材料中的雜質(zhì)成分，比如單質(zhì)鐵和三價(jià)鐵，都會(huì)與電解液相互作用，產(chǎn)生不良副反應(yīng)，或者造成內(nèi)部微短路。
1）具有較高的氧化還原反應(yīng)電位，使鋰電池達(dá)到較高的輸出電壓；
2）鋰元素含量高，材料堆積密度高，使得鋰離子電池具有較高的能量密度；
3）化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要好，使得鋰電池具有長(zhǎng)循環(huán)壽命；
4）電導(dǎo)率要高，使得鋰離子電池具有良好的充放電倍率性能；
5）化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性要好，不易分解和發(fā)熱，使得鋰離子電池具有良好的安全性；
6）價(jià)格便宜，使得鋰離子電池的成本足夠低；
7）制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，便于大規(guī)模生產(chǎn)；
8）對(duì)環(huán)境的污染低，易于回收利用。
正極材料對(duì)鋰電池性能的影響
①電芯能量密度
每種鋰電池正極材料都有其理論能量密度，選擇了一種正極材料，就選擇了電芯能量密度的上限。正極材料的用量設(shè)計(jì)和加工制作過(guò)程中的振實(shí)密度也對(duì)電芯成品的能量密度產(chǎn)生影響。
②電芯功率密度
不同的正極材料種類，決定了鋰電池充放電功率的大體范圍。材料的一些細(xì)節(jié)，作為輔助因素，也會(huì)對(duì)功率特性造成影響。比如，正極材料的晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，顆粒尺寸，摻雜原子，碳包覆工藝，材料的制備方法等。以上因素最終都是通過(guò)影響正極材料容納鋰離子的能力和脫嵌嵌入通道的通暢性來(lái)影響鋰電池的功率密度。
③電芯循環(huán)壽命
影響電芯循環(huán)壽命的因素很多，與正極材料相關(guān)的，主要有正極材料活性物質(zhì)在循環(huán)使用中的損耗，以及充放電過(guò)程中，材料結(jié)構(gòu)的崩壞引發(fā)的正極容納鋰離子能力的衰減。而正極材料中的雜質(zhì)成分，比如單質(zhì)鐵和三價(jià)鐵，都會(huì)與電解液相互作用，產(chǎn)生不良副反應(yīng)，或者造成內(nèi)部微短路。
