锂电池材料技术

2020-05-19 16:38:25

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正负极材料

锂电正负极材料体系很丰富，目前，钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰锂等正极材料研究已趋于成熟。钴酸锂材料比容量有200-210 mA•h/g，其材料真密度和极片压实密度均是现有正极材料中高的，商用钴酸锂/石墨体系的充电电压可提4.40 V，已经可满足智能手机和平板电脑对高体积能量密度软包电池的需求。

锰酸锂原料成本较低、生产工艺简单、热稳定性高、耐过充性好、放电电压平台高、安全性高。适合作为轻型电动车辆的低成本电池，但存在理论容量比较低，循环过程中可能有锰元素的溶出影响电池在高温环境中的寿命等问题。国内锰酸锂材料主要满足移动电源、电动工具和电动自行车市场的需求，有向低端发展的趋势。

NCM三元层状正极材料主要应用于动力型电池，除镍、钴、锰各占1/3 的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2在动力电池中的应用较为成熟外，较高容量的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2也已经进入批量应用，一般与锰酸锂混合应用于电动车辆电池。

铝掺杂的锂镍钴氧（NCA）能量密度可接近高电压钴酸锂电池，近几年电动汽车锂电池生产厂加将这种电脑电池用于驱动电动汽车，该材料也可以与锰酸锂混合用于制造车用动力电池，国内NCA前驱体已形成稳定产能，少数企业已完成NCA正极材料开发，处于产品推广过程中。

磷酸铁锂电池安全性高、寿命长，目前纳米化的功率型材料和高密度的磷酸锰铁锂材料发展速度较快，高的能量型和高功率型材料的性能趋于稳定，成本进一步降低，逐步满足了国内市场需求和现阶段中国新能源汽车推广的需要，高电压尖晶石镍锰酸锂和高电压高比容量富锂锰基正极材料仍在研发之中。

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