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锂电池正极材料有哪些,锂电池四大材料

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浏览:- 发布日期:2020-12-02 11:41:54【

正极材料一般会有锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锰镍钴复合氧化物、锂钒氧化物、锂铁氧化物等,电池使用不一样的材料就会变成不一样的类型的电池,我们今天详细来看安锂电池正极材料有哪些,锂电池四大材料吧。

锂电池正极材料


一、锂电池正极材料


1.锂铁氧化物


用化学方程式表示的锂铁氧化物也可以称为:LiFePO。由于人们对LiFePO4导电机理的认识不断提高,不断出现各种改善LiFePO4导电性能的方法,使得LiFePO4的实际应用成为可能。塔克雷认为,LiFePO4的发现标志着“锂离子电池一个新纪元的到来”。


2.锂钒氧化物。


钒属多价金属,与锂形成多种氧化物,主要有层状LiVO2,LixV2O4,Li1+xV3O8,尖晶石LiV2O4,反尖晶石LiVMO4(M=Ni,Co)。


3.是锰镍-钴复合氧化物


叠层型锰镍-钴复合氧化物正极材料结合了LiCoO2,LiNiO2,LiMnO2三种叠层材料的优点,通过引入Mn,不仅能降低材料成本,而且能不断提高材料的安全性。与之相比,LiMnxNiyCo1-x-yO2充放电平台略高于LiCoO2,适合于现有各种锂离子电池应用产品。


4.锂锰氧化物


锂锰矿主要有层状的LiMnO2和尖晶石型LiMn2O4两种。二氧化二铝属正交晶系,具有岩盐结构,氧原子分布为扭曲型四方密堆结构,其空间点群为Pmnm,理论比容量达286mAh/g,充放电范围在2.5~4.3V之间,是一种有发展前途的正极材料。


5.氧化锂镍。


LiNiO2是一种立方岩盐结构,与LiCoO2相同,但是它的价格比LiCoO2低。理论容量为276mAh/g,实际比容为140~180mAh/g,工作电压范围为2.5V~4.2V,不受过充、过放电限制,高温稳定性好,自放电率低,无污染,是继LiCoO2之后又一新的层状化合物。


6.氧化锂钴。


锂-钴氧化物是现阶段商业化锂离子电池中应用最广泛最成功的正极材料。它具有良好的可逆性、放电容量、充放电效率和电压稳定性。


二、四大材料,锂电池。


1.正极物质。


锂电正极材料市场18650主要以钴酸锂、三元材料、锰酸锂、磷酸铁锂等产品占据。在中国的锂电池正极材料中,钴酸锂占49%,三元材料占22%,锰酸锂占16%,磷酸铁锂占6%,其它材料占7%。现在市面上的正极材料都是钴酸锂。动力电池和超大容量电源领域的两个主流技术方向是锰酸锂+三元材料和磷酸铁锂。


现在国内正级材料厂商有200多家,十大厂商占据了70%以上的市场份额,小厂商众多,竞争激烈;三元电池与磷酸铁锂相比,具有更高的能量密度和更长的寿命。三元材料的市场预期将在未来一段时间内成为动力电池的主流材料,但短期面临着安全性评估的考验,推广需要一个过程。


2.是负极材料。


世界范围内,锂电负极材料的产能主要集中在中日两国,并呈现出明显的区域集中和企业集中两大趋势。


国内锂电池负极材料技术成熟,碳素材料品种繁多,成本比例在5%-10%之间。目前负极材料的主要研究方向有:石墨化碳素材料、无定型碳素材料、氮化物材料、硅基材料、锡基材料及新型合金等。现在的负极材料主要是碳素材料,占锂电池成本的比重较小,在国内基本实现了工业化。负极材料产业高度集中,中国和日本在区域上均为世界主要生产国。


3.电解液。


其中以六氟磷酸锂为主要原料,约占成本的50%。


作为驱动锂离子流动的载体,电解液对电池的比容量、工作温度范围、循环效率和安全性能等都至关重要,是锂离子电池获得高电压、高比能量的保证,对锂电池的安全运行起着重要作用。电解质在电解液成本中所占比例最大,也是技术壁垒最高的环节。


六氟磷酸锂由于其独特的性能而成为目前最广泛的电解液。放眼全球,以往锂电池电解液一直是日韩厂商的天下,但随着中国技术进步和国内需求增长,特别是六氟磷酸锂国产化后,电解液产能不断向中国转移。


4.隔膜。


膜片的制造是最难的,也是最有利润的。锂电池的作用主要是防止正负极短路,同时为离子在充放电过程中的输送提供电通道。现在通常采用聚丙烯、聚乙烯单层微孔薄膜,或两者复合制成多层微孔薄膜隔膜。今后的发展方向是薄薄的,安全的。膜片的成本构成仅次于正极材料,占20-30%,膜片的性能决定着电池的界面结构、内阻等,直接影响着电池的容量、循环周期和安全性。由于下游新能源汽车动力电池需求上升,全球锂离子电池隔膜行业发展迅猛。但是国内的隔膜主要集中在低端的干隔膜产品领域,批量生产的隔膜不均匀,稳定性差,在质量上难以有效地应用于动力锂电池,目前国内锂电池隔膜还处于进口替代阶段。


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