锂离子电池正极材料的需求及发展趋势
来源：宝鄂实业
2019-12-31 23:19
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锂离子电池正极材料的需求及发展趋势。锂离子电池可以说是世界上最成熟和应用最广泛的新能源，如手机、电脑等便携式电子产品、电动汽车、电动工具、储能项目等。特别是目前，中国政府和资本为支持新能源汽车和动力电池行业的发展进行了疯狂的投资。展望未来，锂电池行业仍有很长的路要走，如高能量密度系统的发展，进一步降低成本，资源回收利用等问题摆在我们面前。今天，我将向大家介绍锂离子电池正极材料的要求以及正极材料的发展趋势。
锂电池正极材料。JPG
锂离子电池正极材料的要求
锂离子电池的主要组成部分有正极、负极、电解质、膜等。锂离子能量的储存和释放是通过电极材料的氧化还原反应来实现的。正极活性材料是锂离子电池最关键的核心材料。
一般而言，阴极材料的主要性能指标包括:化学成分、晶体结构、粒度分布、振动密度、比表面积、pH值、一次放电比容量、一次充放电效率、循环寿命等。
美国学者、“锂电池之父”GOODENOUGH教授对锂离子电池正极材料的研究做出了巨大贡献。1980年，在牛津大学任职期间，他发现氧化钴锂可以用作锂电池的阴极。第二年，他在他的LCO专利中提到了锂镍氧化物作为阴极材料的可行性。1983年，首次尝试使用锰酸锂作为锂离子电池的阴极材料。1997年，他开发了橄榄石结构的阴极材料——磷酸铁锂。此外,为了解决这一问题的不稳定的镍酸锂,加拿大和日本小槻面DAHN教授掺杂改性研究;1997年，toda率先申请了最早的铝酸锂镍钴合金专利。1999年，新加坡大学的刘兆林和于爱水在锂镍钴酸的基础上引入了Mn改性，首次报道了锂镍锰酸。
经过近30年的快速发展，基于以上科学家的研究成果，锂钴酸盐、锂锰酸盐、锂镍钴酸盐、锂镍钴锰酸盐、锂镍钴铝酸盐、锂铁磷酸盐等负极材料已实现工业化，并拓展了许多领域。随着新能源汽车对高能量密度阴极材料的需求，锰酸锂镍钴三元材料已成为比重最大的最重要阴极材料。
正极是电池的核心部件。一般来说，对阳性活性物质有以下要求:2. 高氧化还原电位(高电压);3.嵌固、脱模可逆性好，结构变化小(循环寿命长);4. 高锂离子扩散系数和电子导电性(低温，良好的倍增器);5. 化学/热稳定性高，与电解质相容性好(安全性好);6. 资源丰富，环境友好，价格低廉(成本低，环保)。
锂离子电池的体能密度在很大程度上取决于活性物质的密度。阴极材料的密度与材料的原子量、晶体排列、结晶度、球度、粒度分布、元素密度等密切相关，并受制备工艺的影响。正电极材料的密度分为松散填料密度、振动密度、粉末压实密度、极板压实密度和理论密度。
锂离子电池正极材料的发展趋势
随着过去的快速发展，中国已经成为全球阴极材料的主要市场。2014年，中国阴极材料同比增长20.24%，占全球市场的43.77%。虽然比例比2013年有所下降，但中国仍然是世界上最大的阴极材料供应国。
