3種主流正極材料重要特性

經過最近幾年的淘汰，當前動力電池市場上，主流的正極材料只剩下錳酸鋰，磷酸鐵鋰和三元鋰三種。它們各有所長，又有自己的缺點。下麵，我們一起來瞭解以下這3種正極材料有哪些重要特性？

一、錳酸鋰

作為使用歷史比較長的一種鋰電材料，錳酸鋰的安全性較高，尤其是抗過充能力強。由於錳酸鋰自身結構穩定性好，在電芯設計時，正極材料的用量不必超越負極太多，這樣使得整個體系中的活性鋰離子的數量不會很多。換句話來說，在負極充滿以後，不會有太多的鋰離子存於正極，或者即使出現了過充的情況，也不會出現大量的鋰離子在負極沉積形成結晶的狀況。因而，錳酸鋰的耐過充能力在常用材料中是最好的。

另外，該材料價格低廉，並且對生產工藝要求相對不高，是比較早取得廣泛應用的正極材料。

但它也存在著明顯的缺陷，即尖晶石錳酸鋰的高溫性能不佳。氧缺陷的存在，使得電芯在高電壓階段容易出現容量衰減，同時在高溫下進行迴圈使用，也會造成類似的容量衰減。造成這種問題的原因主要出現在引發歧化效應的三價錳離子身上。

錳酸鋰，受限於其高溫性能，一般不會用在大功率或者環境溫度高的場合，比如高速乘用車、插電混動等就很少選用錳酸鋰作為動力，但對於電動大巴，市內物流車等，錳酸鋰完全可以勝任。

二、磷酸鐵鋰

磷酸鐵鋰之所以有優異的安全性和迴圈壽命，是因為磷酸鐵鋰是一種橄欖石結構，它不利於離子擴散，因此具備了較好的高溫穩定性和良好的迴圈性能。但是，磷酸鐵鋰的缺點也很明顯，能量密度低，一致性差以及低溫性能不佳。

能量密度低是材料自身的化學性質決定的，一個磷酸鐵鋰大分子只能對應容納一個鋰離子。

一致性差，除了與生產管理水準有關，還與其自身的化學性質有關。由於磷酸鐵鋰的生產製備較為困難，所以難以獲得一致性和均勻性的較高的磷酸鐵鋰，而且該材料中始終存在鐵單質和鐵離子，它們也會給電池帶來了失效隱患。

磷酸鐵鋰電池雖然能量密度低，但仍是當前我國電動汽車的主要動力鋰電池品種。

三、三元鋰

三元鋰正極材料，在同一只電芯內部形成協同效應，兼顧了材料結構的穩定性、活性和較低成本的3個要求。另外，其低溫效果也明顯的好於磷酸鐵鋰電池。

三元材料被提及最多的缺點就是安全性，在發生熱失控的過程中，其副反應的產物中包含大量氣體，使得事故的危險性和可蔓延的能力大大提高。其次，三元材料的迴圈壽命也是一個瓶頸，目前還達不到磷酸鐵鋰的水準；最後，由於三元材料特殊的微觀結構，使得它不適合高壓力壓實的操作，因而通俗的提高能量密度的加工方式對於它不適用。

目前，三元材料市場份額正在逐漸擴張，主要動力來自於人們對汽車續航里程的追求。

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