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锂电池正极材料浅析 9 A9 q9 J$ k0 _% z4 B# E9 V) y7 i7 \
锂电池内部的材料有很多种,主要由正极、负极、电解液、隔膜和导电材料。而锂电池的分类主要是依靠它的正极来区分的,正极材料的选择直接决定电池的性能与价格
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/ X! J, R% e1 _. p在整个电池中正极材料大约占电池成本的40%左右,尤其对动力电池的影响更为明显。
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而目前就使用方面来讲,工业上对于锂电池的使用都是成组使用以满足设备的电压平台,所以整组电池下来的成本也是较高的。
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2 A" z. m: L& i6 Q O( q3 K2 ]) D 对于正极材料的评价可根据以下几点进行评定:为了使电池有较高的输出电压,正极材料应有较高的氧化还原电位 。这种氧化还原电位在锂离子的嵌入 /脱嵌过程中变化) b5 e& P! V9 n. ~& l
2 p9 c3 y% s( ? e3 [% Z" s应尽可能小,使电池的电压不会发生显著变化,以保证电池平稳的充电和放电。在锂离子嵌入/脱嵌过程中 ,正极材料的结构应尽可能不发生变化或小发生变化 ,以保证电池) K! S* n- L3 l6 ]; a8 Z! ~
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良好的循环性能正极材料应该有较高的导电率,使电池大电流的充电和放电,并且不与电解质发生化学反应,对环境无污染。; `; B A- @; p U6 y5 `
7 C- Z4 s; b; c7 C! u" s9 ^ 锂电池的正极材料一般都是锂的氧化物,主要有钴酸锂,镍酸锂,锰酸锂,磷酸铁锂等。钴酸锂的优点是工作电压高、充放电电压平稳,适合大电流充放电,比能量高、% ]6 F, O( Y4 z) @1 b9 I l* M
& O3 y' H0 |1 I; T& q4 d循环性能好等。但是价格比较贵,抗过充电性较差,循环性能有待进一步提高。镍酸锂自放电率低,无污染,相比钴酸锂价格也有优势,但是却有很严重的缺点就是制备条件! Q, {% h& T* f/ j
* W" H: i$ C* J X6 f( @6 R$ v非常苛刻,这给镍酸锂的商业化生产带来相当大的困难。锰资源相对比较丰富那么价格自然就便宜,而且生产也比较容易,但是在深度放电的过程中,就很容易发生晶格畸变
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,从而造成电池容量迅速衰减。至于磷酸铁锂与以上正极材料相比,稳定性,安全性,环保性都比较好并且价格低廉,但是就是理论容量不高,室温电导率低。+ a3 o/ ^$ i) C' R) f4 v
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在理论上作为锂电池的正极材料种类很多,但目前商业化使用的种类却不是很多,每种电池有其使用的领域。而且各行各业对于锂电池组的需求量也逐步增大,其发展进程也将迈向更进一步的成熟化!
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