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从电池性能角度来讲讲锂电池对正极材料的恳求
更新时间:2019-03-05

前沿:锂电池正极材料

锂离子电池的主要部件有正极、负极、电解液、隔膜等,锂离子能量的存储跟释放是以电极资料的氧化还原反应形式实现的,正极活性物质是锂离子电池最为关键的核心材料。

在锂离子电池正极材料的研讨方面,美国学者“锂电池之父”GOODENOUGH教学作出了巨大贡献:1980年在英国牛津大学辞职期间发现了钴酸锂(LiCoO2,简称LCO)可用作锂电正极,次年他在LCO专利中提及镍酸锂(LiNiO2,也称LNO)作为正极材料的可行性;1983年,首次尝试将锰酸锂(LiMn2O4,简称LMO)作为正极材料用于锂离子电池;1997年,他又开发出橄榄石构造正极材料——磷酸铁锂(LiFePO4,简称LFP)。此外,为理解决镍酸锂机能不牢固问题,加拿大的DAHN教养跟日本小槻勉传授进行了大量的掺杂改性研究;1997年,日本户田公司率先申请了最早的镍钴铝酸锂(LiNi1-x-yCoxAlyO2,简称NCA)专利;1999年,新加坡大学的刘昭林、余爱水等人在镍钴酸锂基础上引入Mn改性,最早报导了镍钴锰酸锂(LiNi1-x-yCoxMnyO2,即三元材料、NCM)。

经过近三十年的快速发展,基于上述科学家的研究成果,钴酸锂、锰酸锂、镍钴酸锂(LiNi1-xCoxO2,也称NC)、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂等正极材料陆续产业化,并被拓展用于众多范围。随着新能源汽车对高能量密度正极材料的须要,目前镍钴锰酸锂三元材料已经成为最重要、占比最大的正极材料(图1)。近20年来,国产的正极材料已走出国门,部分产品处于世界当先地位,呈现了当升科技、天津巴莫、湖南瑞翔、盟固利等提高电池材料公司。

个别而言,正极材料的关键性能指标有:化学成分、晶体结构、粒度分布、振实密度、比名义积、pH值、首次放电比容量、首次充放电效率、循环寿命等。

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来源丨材料匠