鋰離子電池正極材料的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢

來源：存能電氣  日期：2019-07-26 14:17  瀏覽量：次

　　鋰離子電池正極材料的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢。正極材料是鋰電池中最為關(guān)鍵的原材料，由于正極材料在鋰離子電池中占有較大比例，因此它決定了電池的安全性能，其成本也直接決定電池成本的高低。應(yīng)該說是鋰離子電池正極材料的發(fā)展引領(lǐng)了鋰離子電池的發(fā)展。

　　鋰離子電池正極材料的現(xiàn)狀

　　目前，鋰離子正極材料的性能和價格等是制約其進一步向高能量、長壽命和低成本發(fā)展的瓶頸，發(fā)展高能鋰離子的關(guān)鍵技術(shù)之一是正極材料的開發(fā)。理論上具有層狀結(jié)構(gòu)和尖晶石結(jié)構(gòu)的材料，都能做鋰離子電池正極材料。

　　目前正在使用和開發(fā)的鋰電池正極材料中，以過渡金屬氧化物所表現(xiàn)出的性能最佳，主要有：層狀鹽結(jié)構(gòu)的鈷酸鋰、鎳鈷酸鋰、鎳錳酸鋰和鎳錳鈷酸鋰三元材料，尖晶石型的錳酸鋰，橄欖石型的磷酸鐵鋰等鋰錳氧化物。中國目前正極材料主要包括鈷酸鋰、三元材料、錳酸鋰和磷酸鐵鋰。

　　鈷酸鋰依然是國內(nèi)小型鋰電領(lǐng)域正極材料的主力，三元材料和錳酸鋰主要在小型鋰電中應(yīng)用，在電動自行車和電動工具中也有部分使用；磷酸鐵鋰目前主要使用在電動工具盒電動汽車領(lǐng)域。

　　在鋰離子電池產(chǎn)品組成成分中，正極材料占據(jù)著最重要的地位，正極材料的好壞，直接決定了最終鋰離子電池產(chǎn)品的性能指標(biāo)。而正極材料在電池成本中所占比例高達40%左右。鋰離子電池正極材料已成為制約我國高性能鋰離子電池發(fā)展的瓶頸。另外，在正極材料研究方面所取得的進展，也展示出鋰離子電池正極材料發(fā)展的廣闊前景。

　　鋰電池生產(chǎn)廠家對正極材料的要求

　　1、電池反應(yīng)應(yīng)該具有較大的吉布斯自由能，以保證可以提供高的電池電壓;

　　2、放電過程中吉布斯自由能變化要小，以保證輸出電壓接近為常數(shù);

　　3、正及材料應(yīng)有低的氧化電位，即相對于金屬鋰有較高的電壓;

　　4、盡可能輕，但有能儲存大量鋰，以保證具有較大容量;

　　5、具有良好的電子導(dǎo)電性;

　　6、在全部操作電壓內(nèi)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，保證有較長的循環(huán)壽命;

　　7、材料便宜低毒。

　　鋰離子電池正極材料的未來發(fā)展趨勢

　　鋰電池是新能源汽車的核心零部件之一，鋰電池正極材料對其安全性、循環(huán)壽命等性能影響巨大，對新能源和新能源汽車等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)迅速崛起至關(guān)重要。根據(jù)鋰電池實際的應(yīng)用領(lǐng)域來強化不同的性能要求，靈活性很強，多元材料被眾多鋰電和材料專家認(rèn)定為未來主要的車用動力鋰離子電池正極材料。

　　磷酸鐵鋰相對其他鋰離子電池密度較小，但是它成本低，安全性高，電池壽命較長。從循環(huán)壽命和未來成本的降低空間看，磷酸鐵鋰是比較有潛力的儲能電池正極材料。

　　簡言之，新能源汽車給鋰電及正極材料市場帶來了蓬勃發(fā)展，中國由于兼具生產(chǎn)和銷售地的雙重地緣優(yōu)勢，給中國鋰電產(chǎn)業(yè)鏈條帶來了前所未有的機遇。由于對續(xù)航里程的追求，動力鋰電的能量密度的要求不斷提升，多元材料成為國內(nèi)外鋰電技術(shù)主流發(fā)展趨勢。