鋰電池正極材料性能怎么樣

　　常見的正極材料有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等。

　　1、鈷酸鋰(LiCoO2)

　　鈷酸鋰是首個被成功用作商業(yè)化的鋰離子電池正極材料，為層狀結(jié)構(gòu)，其理論比容量為274mAhg-1。但在實際的充放電過程中，為了保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，只能發(fā)生部分的鋰離子嵌脫，因此實際容量僅有130-140mAhg-1。同時由于有鈷資源相對貧乏、價格較高、對環(huán)境有毒性等缺點，再加上該材料的安全性能較差、容量相對較低，大大限制了其廣泛的應(yīng)用和長遠的發(fā)展。目前鈷酸鋰材料電池主要用于數(shù)碼電池中。

　　2、錳酸鋰

　　錳酸鋰有尖晶石型和層狀型，主要為尖晶石型錳酸鋰。相較于鈷酸鋰，具有資源豐富、價格便宜、對環(huán)境污染小且安全性能優(yōu)良等特點。尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn2O4理論容量為148mAhg-1左右，實際應(yīng)用中容量為90-120mAhg-1，正常工作電壓在3-4V，但是在3V的充放電范圍內(nèi)，Li+的嵌入和脫出反應(yīng)可逆性差，尖晶石的結(jié)構(gòu)很難保持完整性，循環(huán)性較差，而且在高溫循環(huán)中，由于錳在電解液中的溶解和Jahn-Teller效應(yīng)也導(dǎo)致材料的容量衰減嚴(yán)重。

　　3、磷酸鐵鋰

　　LiFePO4具有典型的橄欖石結(jié)構(gòu)，理論比容量為170mAhg-1左右，實際應(yīng)用中達到150mAhg-1。磷酸鐵鋰制備原料豐富、價格相比其他材料來說比較低廉、對環(huán)境友好，加上較好的循環(huán)性能和高安全性使得其率先在電動汽車上得到了應(yīng)用。但是磷酸鐵鋰材料的導(dǎo)電性較差，振實密度較低，導(dǎo)致體積能量密度較低，限制了其進一步的應(yīng)用。

　　4、三元材料

　　受到鈷酸鋰的金屬元素摻雜改性的啟發(fā)，多元金屬復(fù)合氧化物——三元材料LiNi1-x-yCoxNyO2(N=Mn、Al)得到了快速發(fā)展。三元材料結(jié)合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰(鋁酸鋰)的優(yōu)點，形成了三元共溶體，可以充分發(fā)揮三個組元的作用。其理論容量較高，具有較為均衡的性質(zhì)，在動力型電池市場中占據(jù)了重要的地位。

　　目前，國內(nèi)的鈷酸鋰技術(shù)較為完善，主要應(yīng)用于消費類電池領(lǐng)域。但是由于鈷資源較為緊缺，且具有毒性，使得其正在被更高電壓的鈷酸鋰、能量密度和成本更加均衡的三元材料等取代。

　　隨著消費類電池的平穩(wěn)增長和動力型電池的快速增長，正極材料的產(chǎn)量逐步擴大。