锂电池的正极材料有什么要求？怎样兼顾性能与成本？
来源：宝鄂实业
2019-04-15 01:27
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一般而言，正极材料的关键性能指标有：化学成分、晶体结构、粒度分布、振实密度、比表面积、pH值、首次放电比容量、首次充放电效率、循环寿命等。
前沿：锂电池正极材料
锂离子电池的主要部件有正极、负极、电解液、隔膜等，锂离子能量的存储和释放是以电极材料的氧化还原反应形式实现的，正极活性物质是锂离子电池最为关键的核心材料。
在锂离子电池正极材料的研究方面，美国学者“锂电池之父”GOODENOUGH教授作出了巨大贡献：1980年在英国牛津大学就职期间发现了钴酸锂（LiCoO2，简称LCO）可用作锂电正极，次年他在LCO专利中提及镍酸锂（LiNiO2，也称LNO）作为正极材料的可行性；1983年，首次尝试将锰酸锂（LiMn2O4，简称LMO）作为正极材料用于锂离子电池；1997年，他又开发出橄榄石结构正极材料——磷酸铁锂（LiFePO4，简称LFP）。此外，为了解决镍酸锂性能不稳定问题，加拿大的DAHN教授和日本小槻勉教授进行了大量的掺杂改性研究；1997年，日本户田公司率先申请了最早的镍钴铝酸锂（LiNi1-x-yCoxAlyO2，简称NCA）专利；1999年，新加坡大学的刘昭林、余爱水等人在镍钴酸锂基础上引入Mn改性，最早报导了镍钴锰酸锂（LiNi1-x-yCoxMnyO2，即三元材料、NCM）。
经过近三十年的快速发展，基于上述科学家的研究成果，钴酸锂、锰酸锂、镍钴酸锂(LiNi1-xCoxO2，也称NC)、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂等正极材料陆续产业化，并被拓展用于众多领域。随着新能源汽车对高能量密度正极材料的需求，目前镍钴锰酸锂三元材料已经成为最重要、占比最大的正极材料。近20年来，国产的正极材料已走出国门，部分产品处于世界领先地位，涌现了当升科技、天津巴莫、湖南瑞翔、盟固利等先进电池材料公司。
锂电池正极材料产品标准技术规范
正极是电池的核心部件，其优劣直接影响电池性能。一般而言对正极活性物质有如下要求：
·允许大量Li+嵌入脱出（比容量大）；
·具有较高的氧化还原电位（电压高）；
·嵌入脱出可逆性好，结构变化小（循环寿命长）；
·锂离子扩散系数和电子导电性高（低温、倍率特性好）；
·化学/热稳定性高，与电解液相容性好（安全性好）；
·资源丰富，环境友好，价格便宜（成本低、环保）。
一般而言，正极材料的关键性能指标有：化学成分、晶体结构、粒度分布、振实密度、比表面积、pH值、首次放电比容量、首次充放电效率、循环寿命等。
前沿：锂电池正极材料
锂离子电池的主要部件有正极、负极、电解液、隔膜等，锂离子能量的存储和释放是以电极材料的氧化还原反应形式实现的，正极活性物质是锂离子电池最为关键的核心材料。
在锂离子电池正极材料的研究方面，美国学者“锂电池之父”GOODENOUGH教授作出了巨大贡献：1980年在英国牛津大学就职期间发现了钴酸锂（LiCoO2，简称LCO）可用作锂电正极，次年他在LCO专利中提及镍酸锂（LiNiO2，也称LNO）作为正极材料的可行性；1983年，首次尝试将锰酸锂（LiMn2O4，简称LMO）作为正极材料用于锂离子电池；1997年，他又开发出橄榄石结构正极材料——磷酸铁锂（LiFePO4，简称LFP）。此外，为了解决镍酸锂性能不稳定问题，加拿大的DAHN教授和日本小槻勉教授进行了大量的掺杂改性研究；1997年，日本户田公司率先申请了最早的镍钴铝酸锂（LiNi1-x-yCoxAlyO2，简称NCA）专利；1999年，新加坡大学的刘昭林、余爱水等人在镍钴酸锂基础上引入Mn改性，最早报导了镍钴锰酸锂（LiNi1-x-yCoxMnyO2，即三元材料、NCM）。
经过近三十年的快速发展，基于上述科学家的研究成果，钴酸锂、锰酸锂、镍钴酸锂(LiNi1-xCoxO2，也称NC)、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂等正极材料陆续产业化，并被拓展用于众多领域。随着新能源汽车对高能量密度正极材料的需求，目前镍钴锰酸锂三元材料已经成为最重要、占比最大的正极材料。近20年来，国产的正极材料已走出国门，部分产品处于世界领先地位，涌现了当升科技、天津巴莫、湖南瑞翔、盟固利等先进电池材料公司。
锂电池正极材料产品标准技术规范
正极是电池的核心部件，其优劣直接影响电池性能。一般而言对正极活性物质有如下要求：
·允许大量Li+嵌入脱出（比容量大）；
·具有较高的氧化还原电位（电压高）；
·嵌入脱出可逆性好，结构变化小（循环寿命长）；
·锂离子扩散系数和电子导电性高（低温、倍率特性好）；
·化学/热稳定性高，与电解液相容性好（安全性好）；
·资源丰富，环境友好，价格便宜（成本低、环保）。
一般而言，正极材料的关键性能指标有：化学成分、晶体结构、粒度分布、振实密度、比表面积、pH值、首次放电比容量、首次充放电效率、循环寿命等。
