我們大家常常會見到磷酸鐵鋰,三元等行業(yè)的鋰離子電池專用名詞,這類基本都是按照鋰離子電池正極材料來區(qū)別鋰離子電池的類型。相對來說而言,鋰離子電池的正、負(fù)極材料對電池性能的作用非常大,是大家相對比較關(guān)心的方面。這樣的話,現(xiàn)階段市場上都有哪些常見的鋰離子正負(fù)極材料呢?今天跟著我們大家行業(yè)的鋰電池生產(chǎn)廠家量能來一起看看吧。
一、鋰離子電池的正極材料
1.第一種:鈷酸鋰
鈷酸鋰的商業(yè)價值應(yīng)用領(lǐng)域走的最開始,第一代商業(yè)價值應(yīng)用領(lǐng)域的鋰離子電池就是SONY在1990年推向市場的鈷酸鋰離子電池,緊接著在3c數(shù)碼產(chǎn)品中獲得大范圍應(yīng)用領(lǐng)域。伴隨著手機(jī)、筆記本、筆記本電腦的大范圍全面普及,鈷酸鋰一度是鋰離子電池正極材料中銷售量占比最大的材料。由于地球上鈷元素的儲量非常低,也致使鈷酸鋰的成本較高,很難在動力電池領(lǐng)域大范圍全面普及,故此鈷酸鋰正極材料將被別的材料逐漸取代。
2.第二種:錳酸鋰
錳酸鋰的商業(yè)價值應(yīng)用領(lǐng)域,關(guān)鍵在動力電池領(lǐng)域,是鋰離子電池一個非常至關(guān)重要的分支。錳酸鋰的突出優(yōu)點是成本低,低溫性能指標(biāo)好,缺陷是比容量低,極限在148mAh/g,且高溫性能指標(biāo)差,循環(huán)壽命低。故此錳酸鋰的發(fā)展有明顯的瓶頸,近年來的研究方向主要是改性錳酸鋰,通過添加別的元素,改變其缺陷。
3.第三種:磷酸鐵鋰
磷酸鐵鋰材料在我國熱過一段時間,伴隨著全球各國對鋰離子電池能量密度的要求變得越來越高,而磷酸鐵鋰的比容量理論極限是170mAh/g,而實際上只能達(dá)到120mAh/g左右,已經(jīng)無法滿足現(xiàn)階段和未來的市場需求。磷酸鐵鋰的倍數(shù)性能指標(biāo)一般,低溫特性差等缺陷,也局限了磷酸鐵鋰的應(yīng)用領(lǐng)域。
4.第四種:鎳鈷錳
鎳鈷錳三元材料逐漸成為市場的主流,鎳鈷錳三元材料綜合了鈷酸鋰(LiCoO2)和錳酸鋰(LiMn2O4)的一些優(yōu)點,與此同時因為添加了鎳元素,可以提升能量密度和倍數(shù)性能指標(biāo)。
5.第五種:鎳鈷鋁
鎳鈷鋁三元材料,嚴(yán)格意義上來說,實際上算是一種改性的鎳酸鋰(LiNiO2)材料,在這當(dāng)中添加了一定比例的鈷和鋁元素(占非常少)。商業(yè)價值應(yīng)用領(lǐng)域方面主要是日本的松下集團(tuán)在做,別的鋰離子電池公司幾乎都沒有研究這個材料。
二、鋰離子電池負(fù)極材料
鋰離子電池負(fù)極材料可以劃分為三大種類
1.無機(jī)非金屬類負(fù)極材料:
作為鋰離子電池負(fù)極的無機(jī)非金屬原材料主要是碳材料、硅材料以及其它非金屬的復(fù)合材料。
2.過渡金屬氧化物原材料:
這類原材料通常具備有著比較穩(wěn)定,循環(huán)壽命長等優(yōu)點,如鋰過渡氧化物(鈦酸鋰等)、錫基復(fù)合氧化物等。
3.金屬類負(fù)極材料:
這類原材料多具備超高的嵌鋰容量。最早研究分析的負(fù)極材料是金屬鋰。鑒于電池的安全隱患和循環(huán)性能不佳,金屬鋰做為負(fù)極材料并沒有獲得廣泛應(yīng)用。近幾年來,合金類負(fù)極材料獲得了相對比較普遍的研究分析,如錫基合金,鋁基合金、鎂基合金、銻基合等,是一個新的方向。