鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1551次 | 2018年05月12日
鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰電池的材料分析怎么樣?
1、LiCoO2
在目前商業(yè)化的鋰離子電池中基本上選用層狀結(jié)構(gòu)的LiCoO2作為正極材料。其理論容量為274mAh/g,實(shí)際容量為140mAh/g左右,也有報(bào)道實(shí)際容量已達(dá)155mAh/g。該正極材料的主要優(yōu)點(diǎn)為:工作電壓較高(平均工作電壓為3.7V)、充放電電壓平穩(wěn),適合大電流充放電,比能量高、循環(huán)性能好,電導(dǎo)率高,生產(chǎn)工藝簡單、容易制備等。主要缺點(diǎn)為:價(jià)格昂貴,抗過充電性較差,循環(huán)性能有待進(jìn)一步提高。
2、LiMn2O4
用于鋰離子電池正極材料的LiMn2O4具有尖晶石結(jié)構(gòu)。其理論容量為148mAh/g,實(shí)際容量為90~120mAh/g。工作電壓范圍為3~4V。該正極材料的主要優(yōu)點(diǎn)為:錳資源豐富、價(jià)格便宜,安全性高,比較容易制備。缺點(diǎn)是理論容量不高;材料在電解質(zhì)中會(huì)緩慢溶解,即與電解質(zhì)的相容性不太好;在深度充放電的過程中,材料容易發(fā)生晶格崎變,造成電池容量迅速衰減,特別是在較高溫度下使用時(shí)更是如此。為了克服以上缺點(diǎn),近年新發(fā)展起來了一種層狀結(jié)構(gòu)的三價(jià)錳氧化物L(fēng)iMnO2。該正極材料的理論容量為286mAh/g,實(shí)際容量為已達(dá)200mAh/g左右。工作電壓范圍為3~4.5V。雖然與尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn2O4相比,LiMnO2在理論容量和實(shí)際容量兩個(gè)方面都有較大幅度的提高,但仍然存在充放電過程中結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性問題。在充放電過程中晶體結(jié)構(gòu)在層狀結(jié)構(gòu)與尖晶石結(jié)構(gòu)之間反復(fù)變化,從而引起電極體積的反復(fù)膨脹和收縮,導(dǎo)致電池循環(huán)性能變壞。而且LiMnO2也存在較高工作溫度下的溶解問題。解決這些問題的辦法是對LiMnO2進(jìn)行摻雜和表面修飾。目前已經(jīng)取得可喜進(jìn)展。
3、LiFePO4
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
近年來研究的熱門鋰離子電池正極材料。其理論容量為170mAh/g,在沒有摻雜改性時(shí)其實(shí)際容量已高達(dá)110mAh/g。LiFePO4具有高穩(wěn)定性、更安全可*、更環(huán)保并且價(jià)格低廉。LiFePO4的主要缺點(diǎn)是理論容量不高,室溫電導(dǎo)率低。基于以上原因,LiFePO4在大型鋰離子電池方面有非常好的應(yīng)用前景。但要在整個(gè)鋰離子電池領(lǐng)域顯示出強(qiáng)大的市場競爭力,LiFePO4也面臨若干性能方面的缺陷。