你知道是什么决定了电池性能的高低吗？

正极材料的选择主要是，可逆脱锂和嵌锂的过渡金属氧化物，是锂离子电池的重要成分之一。锂离子正极材料主要以氧化物为主，目前，LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4等锂化物都是常见的正极材料。它们具有相对于锂较高的电极电势，可以保证电池有较高的开路电压。由于正极材料对电池性能影响较大，所以很多研究者们致力于研发出性能更高的正极材料。近年来也有一些新型结构的材料如硅酸盐，硼酸盐以及橄榄石结构派生物也用作正极材料。由于世界各地锰资源较丰富，原料成本较低，LiMn2O4具有较高的工作电压和能量密度，而且对环境友好，所以日前成为最有发展潜力的正极材料之一。在商品化的锂离子电池中， LiCoO2是应用最为广泛的正极材料之一，但是其原料成本价格昂贵、对环境危害较大，还存在着安全隐患，越来越难以人类满足发展的需要。LiMn2O4是尖晶石结构，其对环境友好，原产料资源丰富，低成本和安全性能好，对环境友好等优点，是最有潜力替代LiCoO2的正极材料之一。

锂离子电池一般是指使用锂合金金属氧化物为正极材料。锂离子电池正极材料是锂离子电池比较重要的组成部分，目前主要的锂离子电池正极材料主要有钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂。正极材料决定了锂电池的能量密度、寿命和安全性等指标，占锂电池成本的30%左右。其性能直接影响了电池的各项性能指标，在锂离子电池中占据核心地位，也是影响电池性能和价格的重要因素。

 

近年来，随着我国锂离子电池行业的发展，应用领域的不断扩大，市场需求快速增加。同时，锂离子电池正极材料产品价值率较高，市场利润丰厚，这使得我国涌现大量企业进入锂离子电池正极材料行业。

 

根据新思界产业研究院发布的《2017-2021年锂电池正极材料行业市场现状及投资前景预测报告》显示，目前，我国锂离子电池正极材料生产企业相对较多，其中规模和实力比较大的企业有北京当升材料科技股份有限公司、深圳市天骄科技开发有限公司、湖南杉杉新材料有限公司、金瑞新材料科技股份有限公司等，这些公司生产的锂离子电池正极材料具有较高性能，产品质量较高，企业发展规模较大，企业运营状况较好，企业产能利用率较高。总的来说，这些企业在整个锂离子电池正极材料行业中具有较强的实力，企业生产工艺和技术水平相对较高，正极材料的市场价值较高。

 

行业分析师表示，我国锂离子正极材料生产企业相对来说比较分散，数量也较多，生产规模和生产技术水平也有一定的差异，在建项目或拟建项目也在不断增加。2014年，我国锂离子电池正极材料总产能达到20.3万吨。可见锂离子电池正极材料行业的竞争较为激烈，产能过剩使得各大企业加大对新型正极材料的研发力度，缩短企业研发周期，提高产品性能，使其正极材料在市场具有较高的竞争优势。同时，各大企业也在积极拓展海外业务，扩大市场规模，提高企业在全球行业市场中的占有率。总的来说，我国锂离子电池正极材料行业的市场竞争较为激烈，行业存在产能过剩现象，市场发展环境有待进一步改善。

 

尖晶石型的LiMn2O4中的Mn有Mn3+和Mn4+，在电解液的作用下，LiMn2O4中的Mn3+会发生歧化反应，电解液中会溶有歧化反应生成的Mn2+。电解液中存在少量的H2O，Mn2+与电解液中的LiPF6和H2O反应生成HF酸，HF酸又会反过来加速歧化反应，进一步加速Mn3+的溶解，严重破坏了尖晶石结构，导致了循环性能下降。这也是导致尖晶石LiMn2O4在高温下容量衰减较快的主要原因。

 

 

另外，在充放电过程中，尖晶石型LiMn2O4中的Mn平均化合价接近或低于+3.5时，就会引起强烈的Jahn-Teller畸变，使尖晶石氧八面体产生压扁畸变，虽然尖晶石结构晶格的整体畸变不大（c/a=1.011），但是引起的局部八面体对称畸变不可忽略，导致了尖晶石晶化程度的降低，同时会降低锂离子的扩散和电极材料的导电性，最终会造成在充放电循环过程中，尖晶石型LiMn2O4产生结构畸变而失效。