锂离子电池正极资料的发展趋势是什么?

自从70年代人们发现了能够嵌入锂离子的TIS2金属化合物，特别是90年代SONY选用能够嵌锂的钴酸锂做阴极资料，石墨做阳极资料的锂离子电池以来，锂离子电池的负极资料一直是石墨类资料，锡类化合物和硅类化合物负极资料依然没有获得大的开展；可是正极资料现已从钴酸锂资料一枝度秀，到钴酸锂、锰酸锂、镍钴酸锂、镍钴锰酸锂、磷铁酸锂资料齐头并进的开展趋势。

钴酸锂资料作为榜首代商品化的锂离子电池正极资料，还有许多不行替代的优势：资料的加工功能很好，密度高，比容量相对较高，资料的结构安稳，循环功能好，资料的电压渠道较高且比较安稳，是现在最老练，也是仅有商业化的正极资料，在短时间内，特别是在通讯电池范畴还有不行替代的优势。可是其存在的价格昂贵、容量简直发挥到了极限、资源紧缺、安全性差等缺点使得其必定在最近的5到10年内遭受被替代命运。现在替代钴酸锂资料有两个方向，一是在动力电池范畴，锰酸锂和磷铁酸锂是最有期望的资料，二是在通讯电池范畴，镍钴锂和镍钴锰锂三元资料是最有期望替代钴酸锂的正极资料。  

锰酸锂资料是除钴酸锂外研讨最早的正极资料，经过多年的研讨，资料的功能得到较大的改进。其较高的安全性，低价的价格，使其在动力电池范畴有宽广的运用远景；可是其较低的比容量，较差的循环功能，特别是高温循环功能使得其运用受到了较大的约束，尽管经过最近几年的研讨，循环功能得到必定的改进，可是高温循环功能还没有得到较好的处理，推迟了其大规模商业化的脚步。

磷铁酸锂资料是最近两年才快速开展起来的正极资料，其低价的价格，较高的安全功能，较好的结构安稳性，优胜的循环功能使得其作为动力电池和备用电源范畴有宽广的运用远景，大有替代锰酸锂之趋势。可是其也存在一些难易处理的问题，特别振实密度低，体积比容量低，电导率低，低温放电功能差，倍率放电差等问题需求持续研讨和改进。

近年来国际范围内很多研讨现已使其获得的较大的开展和前进，使其产业化的阻止现已得到较大的缓解，资料的电导率研讨获得了较大的前进，振实密度和体积比容量低对动力电池来说，或许不是问题，现在问题的要点会集在低温功能和倍率放电方面。假如在最近的一两年内，资料的低温文倍率功能获得打破的话，磷铁酸锂的产业化指日可下。

从最近的测验看这个问题根本得到了很好的处理，现在仅有的问题是密度低。在小型通讯电池范畴，最有或许替代钴酸锂的是镍钴酸锂和镍钴锰酸三元资料，现在市场上还没有很多出现此类资料，可是跟着电子范畴的快速开展，其对电池容量的要求也越来越高，必定推进高容量的镍钴类资料和镍钴锰三元资料的开展。  
镍钴酸锂资料是一种容量比较高的资料，其比容量比钴酸锂高出30%以上，并且和钴酸锂有相同的上下限电压，比较简单规模化运用，价格相对廉价。当然资料也存在一些缺点，资料的组成相对困难，资料的密度相对较低，资料的电压渠道较低，充放电功率较低，和电解液相容性和安全性差等缺点，还有待处理，可是跟着研讨的深化，产业化会在最近两年内得到迅速开展。 

镍钴锰三元资料是另一种高容量的正极资料，比容量能够到达180mAh/g以上，对错常有出路的正极资料。此资料不只要比容量高的优势，并且安全性也相对较好，价格相对较低，与电解液的相容性好，循环功能优异，是最有或许在小型通讯和小型动力范畴一起运用的电池正极资料，甚至有在大型动力范畴运用的或许。可是资料也有本身的缺点，榜首便是组成困难、组成条件严苛、组成资料的安稳性差，第二是资料的电压渠道相对较低，只要3.55v左右，第三是资料的密度和钴酸锂比较，相对较低，第四是资料的充电电压较高，到达了4.5v左右，与钴酸锂有较大的不同。可是此资料的高容量和高安全性是其他资料无法比拟的，必将最近的几年内推向市场。因而，从现在的状况看，假如钴酸锂资料不寻求打破，其在未来的几年内，必被其他正极资料所替代。可是这是在钴酸锂资料的容量和安全功能没有打破的前提下的定论，假如钴酸锂资料在容量和安全性上有所打破的话，其商业寿数或许会走的更远。现在钴酸锂在安全性和进步容量上正在寻觅出路，或许经过包覆，会改进资料的表观结构，能够进步电池的安全性和容量，可是开展很不明亮。 

现在的趋势能够做如下的判别：在通讯电池范畴，最近的3年内，钴酸锂依然是离子电池的主角，在今后5年内，或许是钴酸锂和镍钴锰三元资料共存的年代，5年后，或许是镍钴锰三元资料的年代。