鋰離子電池正極材料的技術(shù)發(fā)展

錳酸鋰正極材料

錳酸鋰是研究較早的鋰離子電池正極材料，是最具發(fā)展前途的動(dòng)力鋰電正極材料之一，其應(yīng)用重要集中在消費(fèi)類(lèi)電池市場(chǎng)，在動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域也有一定的應(yīng)用，前瞻預(yù)判未來(lái)錳酸鋰在正極材料的比重將會(huì)不斷提升。

磷酸鐵鋰正極材料

我國(guó)磷酸鐵鋰的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展與國(guó)際基本同步，目前國(guó)內(nèi)部分產(chǎn)品的成本比國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品要低，在性能、單位產(chǎn)量方面的差距并非遙不可及，未來(lái)隨著磷酸鐵鋰生產(chǎn)技術(shù)的不斷完善，其市場(chǎng)前景依然為產(chǎn)業(yè)界所看好。

鈷酸鋰正極材料

鈷酸鋰自從鋰離子電池商業(yè)化以來(lái),一直作為正極材料地主流被應(yīng)用。由于表面修飾改性這種技術(shù)方法只能達(dá)到不完全地表面性質(zhì)改變,因此其在解決鈷酸鋰高電壓下地晶體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性問(wèn)題上地可行性值得懷疑，因此，通過(guò)提高充電電壓來(lái)進(jìn)一步提高材料地可逆比容量方面，鎳鈷錳酸鋰比鈷酸鋰更加有優(yōu)勢(shì)。

鋰離子電池負(fù)極材料的技術(shù)發(fā)展

石墨負(fù)極材料

石墨由于具備電子電導(dǎo)率高，鋰離子擴(kuò)散系數(shù)大，層狀結(jié)構(gòu)在嵌鋰前后體積變化小，嵌鋰容量高和嵌鋰電位低等優(yōu)點(diǎn)，成為目前主流的商業(yè)化鋰離子負(fù)極材料。

但由于石墨本身結(jié)構(gòu)特性的制約，石墨負(fù)極材料的發(fā)展也遇到了瓶頸，容量若已經(jīng)達(dá)到極限，則不能滿足大型動(dòng)力鋰電池所要求的持續(xù)大電流放電能力。因此業(yè)界開(kāi)始把目光投向費(fèi)石墨類(lèi)材料。

硅基負(fù)極材料

硅是半導(dǎo)體材料，自身的電導(dǎo)率較低。在電化學(xué)循環(huán)過(guò)程中，鋰離子的嵌入和脫出會(huì)使材料體積發(fā)生300%以上的膨脹與收縮，出現(xiàn)的機(jī)械用途力會(huì)使材料逐漸粉化，造成結(jié)構(gòu)坍塌，最終導(dǎo)致電極活性物質(zhì)與集流體脫離，喪失電接觸，導(dǎo)致電池循環(huán)性能大大降低。

與傳統(tǒng)石墨負(fù)極相比，硅具有超高的理論比容量和較低的脫鋰電位，且硅的電壓平臺(tái)略高于石墨，在充電時(shí)難引起表面析鋰，安全性能更好。硅成為鋰離子電池碳基負(fù)極升級(jí)換代的富有潛力的選擇之一。

鈦酸鋰負(fù)極材料

與碳負(fù)極材料相比，鈦酸鋰的電位高，鈦酸鋰離子電池超長(zhǎng)的循環(huán)壽命，不同凡響的安全性，優(yōu)異的功率特性以及良好的經(jīng)濟(jì)性，這些特性卻將會(huì)是成就目前正在崛起的大規(guī)模鋰電儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的重要基石。

國(guó)內(nèi)外對(duì)鈦酸鋰離子電池技術(shù)的研究可謂是風(fēng)起云涌。其產(chǎn)業(yè)鏈可分為鈦酸鋰材料制備、鈦酸鋰離子電池生產(chǎn)與鈦酸鋰離子電池系統(tǒng)的集成系統(tǒng)的集成及其在電動(dòng)汽車(chē)及儲(chǔ)能市場(chǎng)的應(yīng)用。