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电源网技术与论坛探讨锂离子电池对正极材料的需求

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。目前研制成功并得到应用的正极材料主要有钴酸锂、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。

关于锂离子电池对正极材料的基本要求,我们需要关注以下几个方面:

首先,材料自身应具有较高的电位,这样才能与负极材料之间形成较大的电位差,从而带来能量密度高的电芯设计;同时,带电离子的嵌入脱出对电极electricpotential影响小,则充放電过程,不会有过大的電壓波動,不會給系統內其他電氣帶來不利影響。

其次,材料含鍺量應該高且鍺離子嵌入脱嵌可逆,這是獲得較大容量的一個前提。有些正極材料,其理論容量很高,但是一半的鍺離子,一旦第一次嵌入後就失去了活性。這樣的心材,是無法投入商用的。

第三,鍺離子的扩散系数應該大,以便於鍺離子的在材質内部移動更迅速,使得嵌入和脱嵌能力強,這也是影響電芯内阻以及功率特性的因素之一。

第四,物料比表面積大,有大量の嵌键位置。表面積大,則使得鍺離子的嵌入通道相對較短,因此更加容易進行插拔操作。此外,還需確保具有一定的積存空間以供使用。

第五,与電解液之間應該存在良好的相容性與熱穩定性,這一點是出於安全性的考慮。在設計時需要考慮到與之配套運作的情況下是否安全,並且在溫度變化中保持穩定狀態。

最後,由於物料易得並且加工性能好,它們成本低廉,而且可以輕鬆地被製成為適合使用的大型薄膜或粉末形式,使其成為推廣應用中的重要條件之一。

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