鈷酸鋰 錳酸鋰 磷酸鐵鋰材料分析

鈷酸鋰  錳酸鋰  磷酸鐵鋰材料分析
1、LiCoO2

   在目前商業(yè)化的鋰離子電池中基本上選用層狀結(jié)構(gòu)的LiCoO2作為正極材料。其理論容量為274mAh/g，實(shí)際容量為140mAh/g左右，也有報(bào)道實(shí)際容量已達(dá)155mAh/g。該正極材料的主要優(yōu)點(diǎn)為：工作電壓較高（平均工作電壓為3.7V）、充放電電壓平穩(wěn)，適合大電流充放電，比能量高、循環(huán)性能好，電導(dǎo)率高，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、容易制備等。主要缺點(diǎn)為：價(jià)格昂貴，抗過(guò)充電性較差，循環(huán)性能有待進(jìn)一步提高。

2、LiMn2O4

   用于鋰離子電池正極材料的LiMn2O4具有尖晶石結(jié)構(gòu)。其理論容量為148 mAh/g，實(shí)際容量為90～120mAh/g。工作電壓范圍為3～4V。該正極材料的主要優(yōu)點(diǎn)為：錳資源豐富、價(jià)格便宜，**性高，比較容易制備。缺點(diǎn)是理論容量不高；材料在電解質(zhì)中會(huì)緩慢溶解，即與電解質(zhì)的相容性不太好；在深度充放電的過(guò)程中，材料容易發(fā)生晶格崎變，造成電池容量迅速衰減，特別是在較高溫度下使用時(shí)更是如此。為了克服以上缺點(diǎn)，近年新發(fā)展起來(lái)了一種層狀結(jié)構(gòu)的三價(jià)錳氧化物L(fēng)iMnO2。該正極材料的理論容量為286mAh/g，實(shí)際容量為已達(dá)200mAh/g左右。工作電壓范圍為3～4.5V。雖然與尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn2O4相比，LiMnO2在理論容量和實(shí)際容量?jī)蓚€(gè)方面都有較大幅度的提高，但仍然存在充放電過(guò)程中結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性問(wèn)題。在充放電過(guò)程中晶體結(jié)構(gòu)在層狀結(jié)構(gòu)與尖晶石結(jié)構(gòu)之間反復(fù)變化，從而引起電極體積的反復(fù)膨脹和收縮，導(dǎo)致電池循環(huán)性能變壞。而且LiMnO2也存在較高工作溫度下的溶解問(wèn)題。解決這些問(wèn)題的辦法是對(duì)LiMnO2進(jìn)行摻雜和表面修飾。目前已經(jīng)取得可喜進(jìn)展。

3、LiFePO4

 近年來(lái)研究的熱門鋰離子電池正極材料。其理論容量為170mAh/g，在沒(méi)有摻雜改性時(shí)其實(shí)際容量已高達(dá)110mAh/g。LiFePO4具有高穩(wěn)定性、更**可*、更環(huán)保并且價(jià)格低廉。LiFePO4的主要缺點(diǎn)是理論容量不高，室溫電導(dǎo)率低。基于以上原因，LiFePO4在大型鋰離子電池方面有非常好的應(yīng)用前景。但要在整個(gè)鋰離子電池領(lǐng)域顯示出強(qiáng)大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，LiFePO4也面臨若干性能方面的缺陷。