鋰電池正極材料種類

鋰電池的性能主要取決於所用電池內部材料的結構和性能。其包括正極材料、負極材料、電解液、隔膜和導電材料等。在某種情況下,衡量鋰電池正極材料的好壞,可以通過材料的氧化還原電位高低,鋰離子在正極材料中脫嵌的能力及其電導率等來判斷。

目前,研究最多的正極材料一般都是鋰的氧化物,比如:鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰與三元材料等。

1.鈷酸鋰

鈷酸鋰是現階段商品化鋰離子電池中應用最成功、最廣泛的正極材料。其理論容量為274mAh/g,實際容量140 mAh/g左右,但也有報導實際容量已達到155 mAh/g。該材料在可逆性、放電容量、充放電效率和電壓穩定方面是比較好的。

鋰電池圖片

2.鎳酸鋰

用於鋰電池正極材料的鎳酸鋰具有與鈷酸鋰類似的層狀結構,其理論容量為274,實際可達200左右。該材料的主要優點為:自放電率低,無污染,與多種電解質有著良好的相容性,且價格相對便宜等,但是其製備條件相對苛刻。

3.鋰錳鋰

鋰錳鋰具有尖晶石結構。其理論容量為148,實際容量為90~120,工作電壓為3~4。其主要優點為:錳資源儲量豐富、價格便宜,易製備,且錳無毒,但是該材料在電解質中會溶解,且相容性不理想。

4.磷酸鐵鋰

該材料具有橄欖石晶體結構,其理論容量為170,通過表面修飾,實際容量可高達165,已經非常接近理論容量,工作電壓範圍為3.4V左右。與以上正極材料相比,此材料具有更高的穩定性、更安全、更環保且價格低廉,但是電容量不高。

5.三元材料

三元材料是鎳鈷錳鋰複合的正極材料,其中鎳鈷錳的比例是根據實際情況進行調整的。三元材料相對於磷酸鐵鋰電池安全性更高,但是平臺太低。

綜上,鋰電池正極材料多種多樣,且有各自的優缺點。

 

 

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