导语:锂离子电池正极材料的性能直接影响着锂离子电池的性能,其成本也直接决定了电池成本高低。目前,已经成功研制并得到应用的主要正极材料包括钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料镍钴锰酸锂(NCM)和镍钴铝酸锂(NCA)等。
对于选用正极材料,我们需要考虑以下几点:
第一,选择一项自身电位较高的物质,以便与负极材料之间形成较大的电位差,从而设计出能量密度更高的电芯。此外,这种带有充当离子的能力不应对电子传递过程产生过大影响,以防止在充放电过程中出现不利于系统稳定的过大电压波动。
第二,所选材质应含有大量可逆嵌入脱出的金属元素,即使是理论上容量很高,但第一次嵌入后就失去活性的材质,也是不适合商业化使用的。
第三,由于要确保快速且有效地进行充放电操作,所以要求该物质具有良好的扩散系数,使得嵌入和脱出金属元素能够迅速进行,同时这也是影响内阻和功率特性因素之一。
第四,对于提高储存容量来说,还必须保证该物质拥有足够的大比表面积以提供多个可能嵌入金属元素的地方。这意味着尽管通道浅,但是这些位置仍然要足够多,以确保容易实现嵌入与释放操作,并保持结构稳定性。
第五,在安全方面,我们还需考虑其与溶液相容性以及热稳定性,因为这是保障用户安全的一部分考量因素。
最后,为了降低生产成本并促进广泛应用,我们应该优先选择那些易于获得且加工性能好、结构稳定的材料。