一文了解,常見的鋰電池正極材料!

2023-12-18     浪聲科學

原標題:一文了解,常見的鋰電池正極材料!

隨著人們生活水平的提高以及智能化的迅速發展,電子設備逐漸成為人們生活和工作的一部分。鋰電池作為一種新型的電池,性能優越、容量大、重量輕、使用壽命長,已經成為電子設備中最為普遍的電池之一。

鋰電池的正極材料是鋰電池的重要組成部分,直接影響著鋰電池的性能和使用壽命,是鋰電池產業鏈上不可或缺的重要環節,其成本占鋰電池材料總成本的比例高達40%。

目前,正極材料的終端主要應用於消費電子、動力電池和儲能電池三大領域,而三大領域又分別以鈷酸鋰電池,磷酸鐵鋰電池和三元材料電池、磷酸鐵鋰電池為主。

浪聲手持式三元電池分析儀

鈷酸鋰

作為第一代商品化的鋰電池正極材料,憑藉能量密度高、工作電壓高等優勢,在小型充電電池中得到廣泛應用,尤其在中高端的3C電子產品領域保有主導地位。隨著下游對產品能量密度提升和對電池體積限制的需求不斷上漲,促使鈷酸鋰產品不斷朝著高壓方向發展,從而直接有效提升電池能量密度。

同時,由於鈷資源的稀缺,以及資源分布很不平衡,剛果(金)、澳大利亞和古巴三國儲量就占了全球總儲量的68%,且我國的儲量並不高,導致其成本高。加之電池壽命短、安全性差等缺點,鈷酸鋰電池並不適用於動力電池、儲能領域。

三元正極材料

三元材料具體又包括鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰兩個系列,具有高容量、高循環穩定性、低自放電率和低成本等優點。它們在電動車、移動設備和儲能系統等領域應用廣泛,但也面臨壽命有限和資源供應不足的挑戰。未來的研究應該致力於開發新的正極材料,提高循環壽命和可持續性。

浪聲手持式鋰電池分析儀

錳酸鋰

是除鈷酸鋰以外研究最早的鋰電池正極材料。錳廣泛存在在自然界中,全球錳礦資源非常豐富,我國是全球最大的電解錳生產基地,擁有極為突出的成本優勢。同時錳酸鋰的安全性能好,但循環性能較差,尤其是高溫循環性能差,導致其應用範圍狹窄,目前主要應用於低端數碼產品和電動自行車等領域。

近期,磷酸錳鐵鋰異軍突起,給磷酸鐵鋰添加錳元素,分別直擊磷酸鐵鋰與三元電池的兩大長期痛點。具體來說,其能量密度高於磷酸鐵鋰,成本優於三元電池,是動力電池正極材料。

磷酸鐵鋰

最大的優點就是成本低、安全性較好,同時,高溫性能較好、循環壽命較長,但能量密度較低、低溫性能較差,主要適用於新能源商用車、價格敏感的新能源乘用車和對安全要求非常高的儲能等領域。

同時,磷酸鐵鋰電池在經過寧德時代CTP技術和比亞迪刀片電池等技術創新後,能量密度有所提升、穩定性更佳、成本進一步下降,重新超越三元材料獲得了市場認可。

文章來源: https://twgreatdaily.com/acee5fe8a0b82411db44c42b284f8d98.html