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三原材料取代钴酸锂成正极材料主流

更新时间:2013-08-19 16:57:10 点击: 编辑:锂辉电池

  据观察,钴酸锂将逐渐被其他正极材料替代。钴酸锂由于具有生产工艺简单和电化学性能稳定等优势,最先实现商品化。钴酸锂具有放电电压高、充放电电压平稳、比能量高等优点,在小型消费品电池领域中具有重要应用,由于消费类电子产品市场的迅速发展,钴酸锂是锂电池正极材料中销售量占比最大的材料。
 
  钴酸锂正极材料的缺点主要是:
       (1)成本高,且不利于环保。钴资源短缺价格昂贵,并且钴有放射性,不利于环保;
        (2)比容量利用率低。电池正极实际利用比容量仅为其理论容量274mAh/g的50%左右;
        (3)电池寿命短。钴酸锂的循环寿命一般只有500次左右,因为其抗过充电性能较差,轻微过充即可引起电池循环寿命迅速降低,不适合用于电池组;
        (4)安全性差。钴酸锂电池剧烈过充可能发生锂枝晶短路,引起安全事故。
 
  三元材料综合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂三类材料的优点,形成了LiCoO2/LiNiO2/LiMnO2三相的共熔体系,由于存在明显的三元协同效应,使其综合性能优于单组合化合物。
 
  与钴酸锂正极材料相比,三元材料具有价格优势,同时在循环稳定性、热稳定性和安全性能上有所改善,具有广阔的市场前景。但其应用主要受到钴价格的影响,当钴价格处于高位时,三元材料价格较钴酸锂低,具有较强的市场竞争力;但当钴价格处于低位时,三元材料相较于钴酸锂的优势就大大减小。
 
  锰酸锂具有原料锰资源丰富、价格低廉及无毒性等优点。层状锰酸锂LiMnO2用作锂离子电池正极材料的缺点是虽然容量很高,但在高温下不稳定,而且在充放电过程中易向尖晶石结构转变,导致容量衰减过快。目前国内大型的正极材料生产企业都在积极的开发高温循环改善的锰酸锂材料。锰酸锂材料的应用集中在消费类电池市场,主要与钴酸锂掺混使用于低端的钢壳电池上,或者单独用于动力电池,动力电池以电动自行车电池为主。

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