介绍当前我国锂电池正极材料发展现状
来源：宝鄂实业
2019-10-10 22:25
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自锂离子电池大规模商业化以来，以其优异的性能，不断向城市发起进攻，现已牢牢占领了二次电池的高端市场。但长期以来，世界锂离子电池市场基本上由日本主导。近年来，中韩两国都在努力追赶对方。目前，世界锂离子电池市场呈现出中日韩三方格局。锂离子电池的发展呈现出多方向同步发展的态势。
锂离子电池的原材料主要有正负极材料、电解质、电极基板、隔离膜和罐。其中，正极材料是锂离子电池最重要的原材料。由于正极材料在锂离子电池中占有很大的比重，决定了电池的安全性能和能否大规模生产。同时，由于正极材料在锂离子电池成本中的比例可以高达40%，其成本直接决定了电池的成本。应该说，锂离子电池正极材料的发展带动了锂离子电池的发展。
在目前正在使用和开发的锂电池正极材料中，过渡金属氧化物性能最好，主要有层状盐结构的锂钴氧化物、锂镍钴氧化物、锂镍锰氧化物和锂镍锰钴氧化物、尖晶石锰酸锂，橄榄石磷酸铁锂和其他锂锰氧化物。目前，我国的正极材料主要有锂钴氧化物、三元材料、锰酸锂和磷酸铁锂。锂钴氧化物仍是目前国内小型锂电场的主要正极材料。三元材料和锰酸锂主要用于小型锂电力，也用于电动自行车和电动工具。磷酸铁锂主要用于电动工具箱电动汽车领域。下面介绍几种常用阴极材料的主要特性。
一。锂钴氧化物
锂钴氧化物因其生产工艺简单、电化学性能稳定等优点首次商业化。同时，锂钴氧化物具有工作电压高、充放电电压稳定、适用于大电流充放电、比能量高、循环性能好等优点。它在小型充电电池领域有着重要的应用。锂钴氧化物正极材料的缺点是价格昂贵，实际比容量仅为理论容量274mah/g的50%左右，锂钴氧化物的循环寿命已达到1000倍，但仍需进一步提高。此外，锂钴氧化物的过充电电阻较差，在较高的充电电压下，其比容量迅速下降。目前，我国锂钴氧化物主要是中粒径10-12微米的产品。各大锂负极材料企业也相继推出了中粒径15-18微米的产品。预计锂钴氧化物将朝着高压实度和高安全性方向发展。
2.三元材料
近年来，层状锂插层多组分过渡金属复合正极材料发展迅速，特别是含钴、镍、锰的新型过渡金属锂插层氧化物复合材料，可表示为limnxniyco1-yo2（0）。
三。锰酸锂
与锂钴氧化物和锂镍氧化物相比，锰酸锂具有安全性好、耐过充性好、锰资源丰富、价格低廉、无毒等优点。它是一种很有前途的阴极材料。层状锰酸锂作为锂离子电池正极材料的缺点是，虽然容量很大，但在高温下不稳定，在充放电过程中容易转变为尖晶石结构，导致容量衰减过大。锰酸锂在中国市场的应用主要集中在小电池领域，不能应用于高端领域，也不能完全取代锂钴氧化物材料在小功率锂中的地位。经过多年的研究，锰酸锂材料的性能有了很大的提高。2007-2008年，国内大部分企业已开始稳定批量使用锰酸锂。锰酸锂主要与锂钴氧化物混合用于低端钢壳电池或单独用于动力电池。
4、磷酸铁锂
随着动力电池的发展，国内厂家大多倾向于采用磷酸铁锂材料。它是一类新型的锂离子电池用正极材料。该类材料具有高的能量密度、低廉的价格、优异的安全性等特点，特别适用于动力电池。它的出现是锂离子电池材料的一项重大突破，现已成为各国竞相研究的热点。目前磷酸铁锂被认为是最有发展前途的动力电池正极材料。目前国内实现磷酸铁锂批量生产的企业有60多家，年产能3800吨。由于磷酸铁锂生产技术门槛很高，大多数生产厂商在批量生产时产品的稳定性难以保证。它的缺点是电阻率较大，电极材料利用率低。因此研究工作主要集中在解决其导电率问题上。此外磷酸铁锂的专利问题也是其产业过程中的一个需要解决的问题。
