锂离子电池正极材料的现状和未来发展趋势

来源：存能电气  日期：2019-07-26 14:17  浏览量：次

　　锂离子电池正极材料的现状和未来发展趋势。正极材料是锂电池中最为关键的原材料，由于正极材料在锂离子电池中占有较大比例，因此它决定了电池的安全性能，其成本也直接决定电池成本的高低。应该说是锂离子电池正极材料的发展引领了锂离子电池的发展。

　　锂离子电池正极材料的现状

　　目前，锂离子正极材料的性能和价格等是制约其进一步向高能量、长寿命和低成本发展的瓶颈，发展高能锂离子的关键技术之一是正极材料的开发。理论上具有层状结构和尖晶石结构的材料，都能做锂离子电池正极材料。

　　目前正在使用和开发的锂电池正极材料中，以过渡金属氧化物所表现出的性能最佳，主要有：层状盐结构的钴酸锂、镍钴酸锂、镍锰酸锂和镍锰钴酸锂三元材料，尖晶石型的锰酸锂，橄榄石型的磷酸铁锂等锂锰氧化物。中国目前正极材料主要包括钴酸锂、三元材料、锰酸锂和磷酸铁锂。

　　钴酸锂依然是国内小型锂电领域正极材料的主力，三元材料和锰酸锂主要在小型锂电中应用，在电动自行车和电动工具中也有部分使用；磷酸铁锂目前主要使用在电动工具盒电动汽车领域。

　　在锂离子电池产品组成成分中，正极材料占据着最重要的地位，正极材料的好坏，直接决定了最终锂离子电池产品的性能指标。而正极材料在电池成本中所占比例高达40%左右。锂离子电池正极材料已成为制约我国高性能锂离子电池发展的瓶颈。另外，在正极材料研究方面所取得的进展，也展示出锂离子电池正极材料发展的广阔前景。

　　锂电池生产厂家对正极材料的要求

　　1、电池反应应该具有较大的吉布斯自由能，以保证可以提供高的电池电压;

　　2、放电过程中吉布斯自由能变化要小，以保证输出电压接近为常数;

　　3、正及材料应有低的氧化电位，即相对于金属锂有较高的电压;

　　4、尽可能轻，但有能储存大量锂，以保证具有较大容量;

　　5、具有良好的电子导电性;

　　6、在全部操作电压内结构稳定，保证有较长的循环寿命;

　　7、材料便宜低毒。

　　锂离子电池正极材料的未来发展趋势

　　锂电池是新能源汽车的核心零部件之一，锂电池正极材料对其安全性、循环寿命等性能影响巨大，对新能源和新能源汽车等战略新兴产业迅速崛起至关重要。根据锂电池实际的应用领域来强化不同的性能要求，灵活性很强，多元材料被众多锂电和材料专家认定为未来主要的车用动力锂离子电池正极材料。

　　磷酸铁锂相对其他锂离子电池密度较小，但是它成本低，安全性高，电池寿命较长。从循环寿命和未来成本的降低空间看，磷酸铁锂是比较有潜力的储能电池正极材料。

　　简言之，新能源汽车给锂电及正极材料市场带来了蓬勃发展，中国由于兼具生产和销售地的双重地缘优势，给中国锂电产业链条带来了前所未有的机遇。由于对续航里程的追求，动力锂电的能量密度的要求不断提升，多元材料成为国内外锂电技术主流发展趋势。