鋰離子電池正極材料有哪些

鋰離子電池正極材料有哪些鋰離子電池正極材料主要有鋰銀氧化物，鋰鈷氧化物，鋰鈦氧化物，鎳鈷多元氧化物，鋰鐵磷氧化物，鋰錳氧化物這六大種類，每種都各自的優(yōu)缺點，具體如下：鋰鈦氧化物鋰鈦氧化物典型的代表就是鈦酸鋰，這個產(chǎn)品主要由珠海銀隆占據(jù)主導(dǎo)地位，其優(yōu)勢就是快充，這個優(yōu)勢可以將其劣勢忽略，那就是能量密度小，跑一段時間就需要充電，可以進行快充也相對比較方便，另外一個優(yōu)勢是安全，第三個優(yōu)勢是循環(huán)次數(shù)可以達到2萬次，但是其價格很高，這樣單次循環(huán)的價格就可以拉低。鋰銀氧化物鋰銀氧化物主要代表為銀酸鋰，產(chǎn)品特性和鎳鈷氧化物類似，但是價格來說會比鎳鈷氧化物價格低，因其能量密度大，可以達到274mAh/g，是比較理想的搞能量密度的鋰離子電池正極材料，但是其安全性能太差，不夠問題，而且循環(huán)次數(shù)比較低，因此目前使用鎳酸鋰作為鋰離子電池正極材料的廠商不多。鋰錳氧化物鋰錳氧化物主要代表為錳酸鋰，高錳酸鋰，資源在我國境內(nèi)比較豐富，而且產(chǎn)品目前也是研究的熱點，其中LiMn2O4有著其較高的能量密度，但是穩(wěn)定性卻大大降低，尤其是在高溫條件下，LiMn2O4不穩(wěn)定，但是其主要優(yōu)勢比較明顯，產(chǎn)品無污染，安全性能良好。鋰鈷氧化物鋰鈷氧化物主要代表為鈷酸鋰，產(chǎn)品因價格高，產(chǎn)品其單體能量密度可以達到274mAh/g，但是其系統(tǒng)能量密度只能達到138mAh/g，其中有五高，高能量密度，高價格，高功率，高商業(yè)化程度，高循環(huán)壽命，不足也很明顯，價格過高，在中國鈷鹽嚴(yán)重缺乏的地理位置，鈷鹽都需要進口。鎳鈷多元氧化物這種就是我們常說的多元氧化物，目前最為常見的有銀鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰，其中鎳鈷錳酸鋰又分為鎳鈷錳酸鋰111,鎳鈷錳酸鋰523,鎳鈷錳酸鋰622,鎳鈷錳酸鋰811，但是鎳鈷鋁酸鋰卻見得不多，大多都是松下公司提供給美國公司特斯拉進行使用，其中鎳鈷鋁酸鋰的比例為0.8比0.15比0.05。鋰鐵磷氧化物鋰鐵磷氧化物的主要代表為磷酸鐵鋰，使用最多的公司就是BYD，其產(chǎn)品各方性能均衡，能量密度135mAh/g，無毒無污染，循環(huán)次數(shù)不低于2000次，適宜溫度也可以在零下20度和50度的高溫下都對鋰離子電池正極材料影響不大，而且在作為乘用車的動力能源時，安全性能屬于高級別等級。鋰離子電池正極候選材料按結(jié)構(gòu)主要可分為以下三類：（1）層狀結(jié)構(gòu)的LiMO2（M=Co、Ni、Mn）正極材料；（2）尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn2O4正極材料；（3）橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO4正極材料。LITHIUMIONELECTROMOXIDE嵌鋰化合物正極材料的是鋰離子的貯存庫。為了獲得輸出BARRIERPETROLEUMCOKELITHIUMIONELECTROMOXIDE嵌鋰化合物正極材料的是鋰離子的貯存庫。為了獲得輸出BARRIERPETROLEUMCOKE電壓較高的鋰離子電池，作為電池正極的材料應(yīng)具備以下條件：（1）相對鋰的電極電位高，正極材料組成不隨電位變化，離子電導(dǎo)率和電子電導(dǎo)率高，有利于降低電池內(nèi)阻;（2）鋰離子嵌入一脫嵌可逆性好，伴隨反應(yīng)的體積變化小，鋰離子擴散速度快，以便獲得良好的循環(huán)特性和天電流特征；（3）與有機電解質(zhì)和粘結(jié)劑接觸性良好，熱穩(wěn)定性好，有利于延長電池壽命和提高安全性能；（4）資源豐富，價格低廉，在空氣中穩(wěn)定、無毒等。目前，鋰離子電池正極材料主要有層狀的LiCoO2、LiNiO2,尖晶石型LiMn2O4，橄欖石型的LiFePO4以及三元復(fù)合材料LiMnxNiyCo1-x-yO2等。正極材料是鋰離子電池發(fā)展的關(guān)鍵。目前廣泛應(yīng)用的鋰離子電池正極材料是鉆酸鋰（LiCoO2），但由于鉆酸鋰中的Co在自然界中的儲量小，價格比較昂貴，有一定的毒性，而且在充電的過程中，鉆酸鋰由于金屬鋰的脫嵌部分變成CoO2，Co4+氧化性極強，容易引起燃燒、爆炸等安全事故。所以對發(fā)展大功率，大容量，需要多個單體電池串并聯(lián)的動力電池來說，采用鉆酸鋰存在巨大的安全隱患。LiNiO2曾經(jīng)被寄予希望，至今未有較大突破，雖然具有較高的容量，但在制備上存在較大困難，難以合成純相的物質(zhì)，而且存在一定的安全問題。LiMn2O4雖然價格便宜，安全性能好，但是其理論容量不高，循環(huán)壽命、熱穩(wěn)定性和高溫性能較差。所以這些材料至今為止仍難以替代鉆酸鋰。1997年，A.K.Padhi等首次報道磷酸鐵鋰（LiFePO4）能可逆的嵌入和脫嵌鋰離子，可充當(dāng)鋰離子電池正極材料，引起了人們的廣泛關(guān)注。磷酸鐵鋰原料來源廣泛、價格便宜、無毒、對環(huán)境友好、理論比容量高（約170mAh.g-1），與其它鋰離子電池相比具有相對適中的工作電壓（3.4V，相對Li+/Li）