正極材料對(duì)鋰鐵電池性能有什么影響?
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-01-01 21:25
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正極材料對(duì)鋰鐵電池性能有什么影響?熱穩(wěn)定性溫度越高，氧化能力越弱，材料越安全。目前，鋰電池正極材料已上市，包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料等產(chǎn)品。鋰電池正極材料具有廣闊的市場(chǎng)，前景十分樂(lè)觀。
正極材料對(duì)鋰鐵電池性能有什么影響?
電池能量密度
每個(gè)陰極材料都有其理論能量密度。如果你選擇陰極材料，你就選擇了電池能量密度的上限。在陰極材料的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，電池的能量密度也受到陰極材料用量的影響。
(2)電池功率密度
不同種類的陰極材料決定了電池充放電功率的一般范圍。材料的某些細(xì)節(jié)作為輔助因素，也會(huì)影響功率特性。如陰極材料的晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、粒度、摻雜原子、碳包覆工藝、材料制備方法等。以上因素最終影響鋰電池的功率密度，影響正極材料容納鋰離子的能力和去包埋通道的暢通。
(3)細(xì)胞周期壽命
有許多因素影響細(xì)胞周期生活,與正面電極材料,主要包括活動(dòng)材料的損失在正極材料的回收,以及容量的衰減造成的正極的鋰離子充電和放電過(guò)程中材料結(jié)構(gòu)的崩潰。陰極材料中的雜質(zhì)，如單質(zhì)鐵和三價(jià)鐵，與電解質(zhì)相互作用產(chǎn)生不利的副作用或?qū)е聝?nèi)部微短路。
鋰鐵電池。JPG
什么是鋰電池正極材料?
●鋰鈷氧化物(LCO):適用于小電池，實(shí)際容量不高
氧化鈷鋰是第一代商用正極材料，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn)和完善。它可以被認(rèn)為是最成熟的正極材料的鋰鐵電池。氧化鈷鋰具有放電平臺(tái)高、比容量大、循環(huán)性能好、合成工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但這種材料含鈷較多，成本較高。
目前，大多數(shù)3C電子電池仍然使用鋰鈷氧化物，而不是容量更高的三元材料。究其原因，鋰鈷氧化物具有比三元材料更高的致密密度，即每單位體積能容納更多的鋰鈷氧化物。鋰鈷氧化物在小型電池中占有一席之地，其體積密度更為重要。
●磷酸鐵鋰(LFP):能量密度低，安全性好
磷酸鐵鋰電池是目前備受關(guān)注的陰極材料之一。理論比容量170mAh/g，實(shí)際比容量大于150mAh/g。其主要特點(diǎn)是成本低、安全性好、循環(huán)壽命高，這些特點(diǎn)使磷酸鐵鋰材料迅速成為研究熱點(diǎn)，磷酸鐵鋰電池也已廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車領(lǐng)域。
●三元材料(NCM、NCA)
三元材料是鋰鎳鈷錳氧化物(linixcoymn1-x-y02)的俗稱，其結(jié)構(gòu)與鋰鈷酸極為相似。這種材料可以在比能、循環(huán)度、安全性和成本方面得到平衡和調(diào)節(jié)。
三種元素的不同配置會(huì)給材料帶來(lái)不同的性能:鎳含量的增加會(huì)增加材料的容量，但會(huì)使循環(huán)性能變差;鈷的存在可以使材料結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，但過(guò)高的含量會(huì)降低容量;錳的存在可以降低成本和提高安全性能,但是過(guò)高的內(nèi)容將損害的分層結(jié)構(gòu)材料,所以找到的比例三個(gè)材料實(shí)現(xiàn)全面的性能優(yōu)化,重點(diǎn)的三元鋰電池材料的研究和開(kāi)發(fā)。
正極材料對(duì)鋰有多重要?
鋰電池主要由正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液等組成。正極材料在鋰電池總成本中占有很高的比例，正極材料的性能直接影響鋰電池的性能指標(biāo)，因此正極材料在鋰電池中的作用不言而喻。
