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锂离子电池正极材料的基本介绍

2022.8.26
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coco5517

认真做好每一件喜欢的事,把每一件要做的事都变成喜欢并认真去做的事

  目前国内外产业化应用的锂离子动力电池正极材料有磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、三元(镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂)、镍酸锂材料

  钴酸锂的容量可达到140mAh/g,质量轻、体积小、充放电电压平稳、电导率高、生产工艺简单;制备方法有高温固相法、溶胶-凝胶法、沉淀法、喷雾干燥法、水热合成法;但高的原材料价格、差的热稳定性及严重的污染问题限制其在电动车上的应用。

  镍酸锂容量达到190~210mAh/g,环境污染小、自放电率低,合成方法有高温固相法、溶胶-凝胶法;但热稳定性差、容量衰减快。

  锰酸锂资源丰富、成本较低、安全性好,有尖晶石和层状结构,比能量在80~120Wh/kg,循环寿命1 500次左右。尖晶石锰酸锂的三维隧道结构更有利用锂离子的嵌入与脱出,成本较低、性能稳定,生产工艺技术较成熟,易实现工业化生产,但容量衰减快、高温循环性能较差;层状锰酸锂容量高,能达到250mA•h/g,但循序性能差、高温下不稳定,容量衰减问题较严重,工业化生产较难实现。

  磷酸铁锂是橄榄石型结构,比能量可达到100~120Wh/kg,循环寿命长达2 000次,有较好的热稳定性和安全性且原材料丰富,而且制造成本低、循环寿命长,在目前的电动汽车中应用较多。但其较低的比能量、比功率限制了在大型纯电动车的应用,目前正在向纳米化和高密度的磷酸铁锂能量型方向发展,以满足新能源汽车尤其是客车和专用车辆的需要。

  镍钴锰、镍钴铝三元材料是目前比较有发展前景的正极材料,较好地利用了锰酸锂、钴酸锂、镍酸锂的优势同时在一定程度上弥补了3种材料各自的不足之处,三元材料的性能较平衡,能量密度和容量都较高,容量能达到180~190mAh/g,循环性能好,能达到2 000次,续航能力强,价格相对便宜;但安全性和低温性能较差,合成困难、充放电效率较低。

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