鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1082次 | 2012年04月01日
工信部設(shè)定鋰電池正極材料目標(biāo)
規(guī)劃提到的正極材料標(biāo)準(zhǔn)涉及到目前國內(nèi)三種主要的鋰電池:錳酸鋰電池,三元材料鋰電池,磷酸鐵鋰電池。由于正極材料相對(duì)于負(fù)極材料的能量密度低,所以,鋰電池技術(shù)欲改進(jìn)性能多從正極入手,而電池也往往以正極命名。工信部此次公布的指標(biāo)是針對(duì)主要性能而設(shè)定的,目標(biāo)是開發(fā)出高效率、高容量(≥150mAh/g)、長壽命(>2000次)、高安全性能的鋰電池正極材料。對(duì)于鋰電池而言,這些性能需要陰極保護(hù)技術(shù)的實(shí)施。
根據(jù)百度百科的解釋:陰極保護(hù)技術(shù)是電化學(xué)保護(hù)技術(shù)的一種。由于金屬容易被腐蝕,需要對(duì)被腐蝕金屬施加外部電流進(jìn)行陰極極化,也就是形成陰極,這樣可以減少或防止金屬腐蝕,這種保護(hù)技術(shù)分為三種:犧牲陽極、強(qiáng)制電流和特定環(huán)境的排流保護(hù)法。
鋰電池也是如此,鋰電池正極既有保護(hù)金屬和金屬化合物不被腐蝕的義務(wù),同時(shí),其正極材料應(yīng)該與負(fù)極材料和電解液一起參與化學(xué)反應(yīng),以獲得較高的單體電池電壓。為此,鋰電池正極材料一般選擇高電勢的嵌鋰化合物。
目前,鋰離子電池的比能量是比較高的,從鎳氫電池的80 Wh/kg提高到了150Wh/kg,聚合物鋰電池則達(dá)到180Wh/kg。鋰電池的正負(fù)極是電池性能直接決定因素。在電化學(xué)儲(chǔ)能體系中,金屬鋰的比容量在負(fù)極材料中最高,達(dá)3861mAh/g,常用的石墨碳比容量也可以做到350 mAh/g。相對(duì)于負(fù)極而言,限制鋰電池比容量的關(guān)鍵是正極材料的比容量過低,磷酸鐵鋰電池正極的理論比容量雖然達(dá)到了170 mAh/g,但與負(fù)極相比仍有極大懸殊。更何況,實(shí)際比容量比理論比容量要小,所以,提高鋰電池的比容量是提高鋰電池最重要參數(shù)——容量的根本途徑。
從循環(huán)壽命來看,目前,鋰電池的理論壽命只有1000次左右,最長的是磷酸鐵鋰電池,可以達(dá)到2000次,但也不穩(wěn)定。
工信部的規(guī)劃對(duì)上述兩項(xiàng)指標(biāo)提出量化,顯示了國內(nèi)鋰電池技術(shù)的主要瓶頸。尤其是對(duì)目前正在發(fā)展的新能源汽車來說,體積更小、壽命更長無疑是其能否普及的原因。