锂离子电池正极资料的开展趋势
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。
钴酸锂资料作为第一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善。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使用远景;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使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善,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使用远景,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,低温方电功能差,倍率放电差等问题需求持续研讨和改善。
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。如果在最近的一两年内,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。