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。
关于高压电源物品中的锂离子电池对正极材料的基本要求如下:
第一,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设计。此外,带电离子的嵌入脱出对电极electric potential影响小,则在充放電過程中不会出现过大的電壓波動,不會給系統內其他電氣帶來不利影響。
第二,材料应含有大量且可逆嵌入脱出的 锂離子。这是实现高容量的一个前提。有些正極材料理论上容量很高,但是有一半の 锂離子第一次嵌入后就失去了活性,这样的材料无法投入商用。
第三,應該具有較大的 锂離子的扩散系数,使得 锣離子的在物質内部移動更加迅速,並且具有強烈的嵌入與脱除能力,這對於降低內阻並提高功率特性至關重要。
第四,材質應具備大比表面積,以提供大量嵌納銣位置。表面積大意味著銣離子的嵌合通道相對較短,因此更易於進行嵌合與脫除。此外,還需要足夠多餘空間以供嵌合使用。
第五,与電解液应有良好的相容性和热稳定性,這是出于安全性的考虑。在設計時需要考慮這一點,以確保產品運行時不會發生危險事件。
第六,材質應該易得且加工性能好。成本低,以及材質容易加工成適當形狀並保持穩定的結構,是推廣應用為了其優點所必需條件之一。