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电池正极的材料应具备什么条件?

2021-02-04 ryder

锂电池正极材料


电池正极材料


锂离子存储器是嵌入在锂复合负极材料中的。为了获得高输出电压的锂电池,电池正极材料应满足以下要求:


(1)与锂相比,电极电位高,阴极材料组成不随电位变化,且离子电导率和电子电导率高,有利于降低电池的内阻;


(2)锂离子印迹反转性好,伴随反应体积变化小,锂离子扩散速率快,从而获得良好的循环特性和日电流特性;


(3)与有机电解质和粘结剂良好接触,热稳定性好,有利于延长电池寿命,提高安全性能;


(4)资源丰富、价格低廉、空气稳定、无毒等。目前,锂电池正极材料重要有层状LiCoO2和LiNiO2、尖晶石LiMn2O4、橄榄岩LiFePO4、limnxniyco1-x-yo2。


负极材料是锂电池发展的关键。


目前锂电池阴极材料广泛应用于钻酸锂(LiCoO2),但由于钻酸锂公司在自然保护区小,价格是昂贵的,有一定的毒性,在充电的过程中,钻酸由于脱嵌锂金属锂为CoO2的一部分,Co4+氧化性极强,容易引起燃烧、爆炸等事故。因此,为了开发大功率、大容量的动力锂离子电池,其中要多个单电池串并联,使用锂钻酸具有巨大的安全隐患。


LiNiO2曾被预期,但到目前为止还没有重大突破。虽然容量大,但纯相材料制备困难,存在一定的安全问题。


LiMn2O4具有较低的价格和良好的安全性能,但其理论容量不高,循环寿命、热稳定性和高温性能较差。因此这些材料至今仍难以替代锂钻井。


1997年a.k.peradhi等首次报道磷酸铁锂(LiFePO4)可与锂离子可逆嵌入和脱嵌,可作为锂电池的负极材料,引起了广泛关注。


磷酸亚铁锂原料来源,价格低廉,无毒,环保,高理论比容量(大约170mahg-1),与其它锂电池相比有一个相对温和的工作电压(3.4V+/李,李),不仅考虑到LiCoO2,LiNiO2,LiMn2O4材料优点,和良好的热稳定性,安全性能优越,循环性能突出,被认为是标志着锂电池是一个新时代,尤其成为锂离子动力锂离子电池负极材料的首选材料。

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