鋰電池作為常見(jiàn)的二次電池之一，它的原理就是靠鋰離子來(lái)實(shí)現(xiàn)正負(fù)極間的運(yùn)動(dòng)以達(dá)到充放電的目的。?與其它鎳鎘、鎳氫、酸鉛電池這類二次電池相比，鋰電池的工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長(zhǎng)以及不受重金屬污染等特點(diǎn)，在消費(fèi)電子和電等方面有著廣泛的應(yīng)用，電動(dòng)工具，機(jī)車(chē)啟動(dòng)電源，新能源汽車(chē)和儲(chǔ)能。

鋰電池包括正極材料，負(fù)極材料，隔膜，電解質(zhì)以及電池外殼等幾大部分。

正極材料是影響鋰電池電化學(xué)性能最重要的因素之一，它直接關(guān)系到電池的能量密度及安全性等指標(biāo)，對(duì)電池的綜合性能有很大影響。??此外，因正極材料占鋰電池材料成本比重高達(dá)30～40%,它的成本幾乎直接決定著整個(gè)電池的成本，所以正極材料對(duì)鋰電池起著決定性的影響，甚至可以說(shuō)是直接主宰著鋰電池產(chǎn)業(yè)。

鋰電池通常根據(jù)正極材料體系的不同可分為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料以及其他各種技術(shù)路線。

01

鈷酸鋰

鈷酸鋰正極材料一般被認(rèn)為是“第一代商品化”的鋰電池正極材料，本發(fā)明電化學(xué)性能良好，加工性能優(yōu)良，和比較大的比容量，廣泛應(yīng)用于小型充電電池領(lǐng)域。

然而鈷酸鋰材料具有成本高（主要是金屬鈷價(jià)格確實(shí)比較昂貴）、循環(huán)壽命短、安全性能較差等特點(diǎn)，已被近年來(lái)得到了廣泛的應(yīng)用三元正極材料逐步取代了一些的市場(chǎng)份額。?

而在超薄的電子產(chǎn)品中，得益于鈷酸鋰的體積能量密度較大、良好的倍率性能等優(yōu)點(diǎn)尚不能被其他電池達(dá)到取代。?預(yù)計(jì)今后鈷酸鋰正極材料將朝著高壓實(shí)性與以高安全性為目標(biāo)的方向發(fā)展。

02

錳酸鋰

除了鈷酸鋰外，錳酸鋰也是研究較早的一種鋰電池正極材料，與鈷酸鋰相比較，它的特點(diǎn)是資源豐富、造價(jià)低廉、無(wú)污染、具有良好的安全性能和倍率性能的優(yōu)勢(shì)；?

但是它循環(huán)性能差、比容量小，尤其在高溫循環(huán)性能方面，大大限制了它的應(yīng)用。錳酸鋰電池目前主要在物流運(yùn)輸車(chē)以及在意成本并且續(xù)航里程需求較小的微型乘用車(chē)中占據(jù)一定市場(chǎng)份額。

03

磷酸鐵鋰

磷酸鐵鋰技術(shù)的問(wèn)世，可以說(shuō)是鋰電池正極材料領(lǐng)域的重大突破，它價(jià)格便宜、對(duì)環(huán)境友好、安全性能強(qiáng)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和循環(huán)性能佳，使得它在市場(chǎng)上已經(jīng)形成較為廣闊的應(yīng)用范圍。?但是它也不是沒(méi)有缺點(diǎn)，和其他鋰電池相比，它的能量密度比較小以及低溫性能差。

04

三元材料

三元正極材料通常分子式是Li（NiaCobXc）O2，其中a+b+c=1，具體材料的名稱，一般按三種元素相對(duì)含量來(lái)確定。

其中X在Mn的情況下，是指鎳鈷錳（NCM）三元材料；

當(dāng)X為Al時(shí)，是指鎳鈷鋁（NCA）三元材料。

三種元素比例的差異使三元正極材料具有不同的特性，以適應(yīng)多樣化應(yīng)用需求。?鎳鈷錳三元材料集合了鈷酸鋰、鎳酸鋰，錳酸鋰3類材料的優(yōu)勢(shì)，具有顯著的三元協(xié)同效應(yīng)。?與磷酸鐵鋰、錳酸鋰相比，三元材料的能量密度更高、續(xù)航里程也更長(zhǎng)，但就安全性而言比磷酸鐵鋰弱。

編輯：黃飛