锂电池正极材料种类

锂电池的性能主要取决于所用电池内部材料的结构和性能。其包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜和导电材料等。在某种情况下,衡量锂电池正极材料的好坏,可以通过材料的氧化还原电位高低,锂离子在正极材料中脱嵌的能力及其电导率等来判断。

目前,研究最多的正极材料一般都是锂的氧化物,比如:钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂与三元材料等。

1.钴酸锂

钴酸锂是现阶段商品化锂离子电池中应用最成功、最广泛的正极材料。其理论容量为274mAh/g,实际容量140 mAh/g左右,但也有报道实际容量已达到155 mAh/g。该材料在可逆性、放电容量、充放电效率和电压稳定方面是比较好的。

锂电池图片

2.镍酸锂

用于锂电池正极材料的镍酸锂具有与钴酸锂类似的层状结构,其理论容量为274,实际可达200左右。该材料的主要优点为:自放电率低,无污染,与多种电解质有着良好的相容性,且价格相对便宜等,但是其制备条件相对苛刻。

3.锂锰锂

锂锰锂具有尖晶石结构。其理论容量为148,实际容量为90~120,工作电压为3~4。其主要优点为:锰资源储量丰富、价格便宜,易制备,且锰无毒,但是该材料在电解质中会溶解,且相容性不理想。

4.磷酸铁锂

该材料具有橄榄石晶体结构,其理论容量为170,通过表面修饰,实际容量可高达165,已经非常接近理论容量,工作电压范围为3.4V左右。与以上正极材料相比,此材料具有更高的稳定性、更安全、更环保且价格低廉,但是电容量不高。

5.三元材料

三元材料是镍钴锰锂复合的正极材料,其中镍钴锰的比例是根据实际情况进行调整的。三元材料相对于磷酸铁锂电池安全性更高,但是平台太低。

综上,锂电池正极材料多种多样,且有各自的优缺点。

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