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锂离子电池对正极材料的要求有哪些?

2023-01-03 来源:OFweek锂电网 浏览数:1

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,其成本也直接决定电池成本高低。目前研制成功并得到应用的正极材料重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。

锂离子电池对正极材料的基本要求:

第一,材料自身电位高,这样才能与负极材料之间形成较大的电位差,带来能量密度高的电芯设计;同时带电离子嵌入脱出对电极电位影响小,则充放电过程,不会有过大的电压波动,不会给系统内的其他电气带来不利影响。

第二,材料含锂量高且锂离子电池嵌入脱嵌可逆。这是高容量的前提。有些正极材料,理论容量很高,但是有一半的锂离子,第一次嵌入以后就失去了活性。这样的材料,是无法投入商用的。

第三,锂离子扩散系数大,锂离子在材料内部的移动更迅速,嵌入和脱嵌的能力强。是影响电芯内阻的因素,也是影响功率特性的因素。

第四,材料比表面积大,有大量的嵌锂位置。表面积大,锂离子的嵌入通道相对较短,则嵌入和脱嵌更容易。通道浅的同时,嵌锂位置还要充足。

第五,与电解液的相容性和热稳定性好,这点是出于安全性考虑。

第六,材料易得,且加工性能好。成本低,材料容易加工成电极,且电极结构稳定,是锂离子电池正极材料得到推广应用的有利条件。

 

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