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鋰離子電池的正極材料重要是什么?

鉅大LARGE  |  點擊量:833次  |  2020年11月13日  

鈷酸鋰(LCO):適合小型電池,實際容量不高


鈷酸鋰是第一代商業化正極材料,在幾十年的發展中逐漸改性和提高,可以認為是最成熟的鋰離子電池正極材料。鈷酸鋰具有放電平臺高、比容量較高、循環性能好、合成工藝簡單等優點。但該材料含鈷較多,成本較高。


目前在3C電子電池中,大多數仍使用鈷酸鋰而并非比容量更高的三元材料,原因是鈷酸鋰材料的壓實密度大于三元材料,即單位體積內能容納的鈷酸鋰量更多。在更為重視體積密度的小型電池中,鈷酸鋰占有著一席之地。


磷酸鐵鋰(LFP):能量密度低,安全性突出


磷酸鐵鋰離子電池是目前廣受關注的正極材料之一,理論比容量為170mAh/g,實際比容量可達150mAh/g以上。其重要特點是成本低廉,安全性非常好,循環壽命高,這些特點使得磷酸鐵鋰材料迅速成為研究熱點,磷酸鐵鋰離子電池也在電動汽車領域有了廣泛的應用。


三元材料(NCM、NCA)


三元材料是與鈷酸鋰結構極為相似的鋰鎳鈷錳氧化物(LiNixCoyMn1-x-y02)的俗稱,這種材料在比能量、循環性、安全性和成本方面可以進行均衡和調控。


鎳鈷錳三種元素的不同配置將為材料帶來不同的性能:鎳含量新增將新增材料的容量,但會使循環性能變差;鈷的存在可使材料結構更加穩定,但含量過高會使容量降低;錳的存在可以降低成本并改善安全性能,但含量過高則會破壞材料的層狀結構,因此找到三種材料的比例關系以達到綜合性能最優化,是三元鋰離子電池材料研發的重點。


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