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汽车启停锂电池几种正极材料

时间:2019-11-05     【转载】

锂离子电池的性能主要取决于所用电池内部材料的结构和性能。这些电池内部材料包括负极材料、电解质、隔膜和正极材料等。其中正、负极材料的选择和质量直接决定锂离子电池的性能与价格。因此廉价、高性能的正、负极材料的研究一直是锂离子电池行业发展的重点。负极材料一般选用碳材料,目前的发展比较成熟。而正极材料的开发已经成为制约锂离子电池性能进一步提高、价格进一步降低的重要因素。在目前的商业化生产的锂离子电池中,正极材料的成本大约占整个电池成本的40%左右,正极材料价格的降低直接决定着锂离子电池价格的降低。对锂离子动力电池尤其如此。比如一块手机用的小型锂离子电池大约只需要5克左右的正极材料,而驱动一辆公共汽车用的锂离子动力电池可能需要高达500千克的正极材料。 


衡量锂离子电池正极材料的好坏,大致可以从以下几个方面进行评估:

(1)正极材料应有较高的氧化还原电位,从而使电池有较高的输出电压;

(2)锂离子能够在正极材料中大量的可逆地嵌入和脱嵌,以使电池有高的容量;

(3)在锂离子嵌入/脱嵌过程中,正极材料的结构应尽可能不发生变化或小发生变化,以保证电池良好的循环性能;

(4)正极的氧化还原电位在锂离子的嵌入/脱嵌过程中变化应尽可能小,使电池的电压不会发生显著变化,以保证电池平稳地充电和放电;

(5)正极材料应有较高的电导率,能使电池大电流地充电和放电;

(6)正极不与电解质等发生化学反应;

(7)锂离子在电极材料中应有较大的扩散系数,便于电池快速充电和放电;

(8)价格便宜,对环境无污染。

锂离子电池正极材料一般都是锂的氧化物。研究得比较多的有LiCoO2,LiNiO2,LiMn2O4,LiFePO4和钒的氧化物等。导电聚合物正极材料也引起了人们的极大兴趣。

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