淺談什么是鋰電池正極材料?
很多小伙伴不知道正極材料為何物的，實(shí)際上呢鋰電池正極材料是決定了鋰離子電池使用性能的至關(guān)重要材料之一,也是現(xiàn)階段越來越商業(yè)化的鋰離子電池中關(guān)鍵的鋰離子源頭,其使用性能和價(jià)袼對鋰離子電池的直接影響相對較大。正極材料關(guān)鍵有鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料鎳鈷錳酸鋰(NCM)和鎳鈷鋁酸鋰(NCA)等。好的本文會逐一講述什么是鋰電池正極材料。
1.三元材料(NCM、NCA)
三元材料是與鈷酸鋰結(jié)構(gòu)特征極其類似的鋰鎳鈷錳氧化物(LiNixCoyMn1-x-y02)的別名，這樣的材料在能量密度、循環(huán)壽命、安全性能和成本費(fèi)用方面可以進(jìn)行平衡和管控。鎳鈷錳三種元素的不一樣配置將為材料帶來不一樣的使用性能：鎳成分提升將提升材料的容量，但會使循環(huán)使用性能變差;鈷的存在可使材料結(jié)構(gòu)特征更加穩(wěn)定，但成分過將使容量降低;錳的存在可以降低成本并持續(xù)改善安全性能，但成分過高則會破壞材料的層狀結(jié)構(gòu)特征
2.磷酸鐵鋰(LFP)
磷酸鐵鋰是現(xiàn)階段廣受重視的正極材料之一，基本原理比容量為170mAh/g,實(shí)際比容量可達(dá)150mAh/g以上。其主要特點(diǎn)是成本費(fèi)用便宜，安全性能特別好，循環(huán)壽命高，這一些特性使得磷酸鐵鋰材料短時間變成研究分析熱點(diǎn)，磷酸鐵鋰電池也在電動汽車領(lǐng)域擁有范圍廣的應(yīng)用。
磷酸鐵鋰的缺陷也相對比較顯著，即能量密度低。原因有兩點(diǎn)：
一是磷酸鐵鋰材料的電壓僅有3.3V左右，小于別的正極材料，這使得磷酸鐵鋰電池儲存能量較低;
二是磷酸鐵鋰導(dǎo)電率較弱，需要納米化并進(jìn)行覆蓋才可以獲得良好的電化學(xué)使用性能，這使得材料變得越來越膨松，壓實(shí)度密度較低。
3.鈷酸鋰(LCO)
鈷酸鋰仍是小型鋰電池的非常好的選擇。現(xiàn)階段在3C電子電池中，絕大部分仍使用鈷酸鋰而并不是比容量更高一些的三元材料，原因是鈷酸鋰材料的壓實(shí)度密度超過三元材料，即單位體積內(nèi)能容納的鈷酸鋰量更多。在更加重視體積密度的小型電池中，鈷酸鋰占有著立足之地。
