鈷酸鋰? 錳酸鋰? 磷酸鐵鋰材料分析
1、LiCoO2
??? 在目前商業化的鋰離子電池中基本上選用層狀結構的LiCoO2作為正極材料。其理論容量為274mAh/g,實際容量為140mAh/g左右,也有報道實際容量已達155mAh/g。該正極材料的主要優點為:工作電壓較高(平均工作電壓為3.7V)、充放電電壓平穩,適合大電流充放電,比能量高、循環性能好,電導率高,生產工藝簡單、容易制備等。主要缺點為:價格昂貴,抗過充電性較差,循環性能有待進一步提高。
2、LiMn2O4
??? 用于鋰離子電池正極材料的LiMn2O4具有尖晶石結構。其理論容量為148 mAh/g,實際容量為90~120 mAh/g。工作電壓范圍為3~4V。該正極材料的主要優點為:錳資源豐富、價格便宜,安全性高,比較容易制備。缺點是理論容量不高;材料在電解質中會緩慢溶解,即與電解質的相容性不太好;在深度充放電的過程中,材料容易發生晶格崎變,造成電池容量迅速衰減,特別是在較高溫度下使用時更是如此。為了克服以上缺點,近年新發展起來了一種層狀結構的三價錳氧化物LiMnO2。該正極材料的理論容量為286 mAh/g,實際容量為已達200 mAh/g左右。工作電壓范圍為3~4.5V。雖然與尖晶石結構的LiMn2O4相比,LiMnO2在理論容量和實際容量兩個方面都有較大幅度的提高,但仍然存在充放電過程中結構不穩定性問題。在充放電過程中晶體結構在層狀結構與尖晶石結構之間反復變化,從而引起電極體積的反復膨脹和收縮,導致電池循環性能變壞。而且LiMnO2也存在較高工作溫度下的溶解問題。解決這些問題的辦法是對LiMnO2進行摻雜和表面修飾。目前已經取得可喜進展。
3、LiFePO4
?近年來研究的熱門鋰離子電池正極材料。其理論容量為170 mAh/g,在沒有摻雜改性時其實際容量已高達110 mAh/g。LiFePO4具有高穩定性、更安全可*、更環保并且價格低廉。LiFePO4的主要缺點是理論容量不高,室溫電導率低。基于以上原因,LiFePO4在大型鋰離子電池方面有非常好的應用前景。但要在整個鋰離子電池領域顯示出強大的市場競爭力,LiFePO4也面臨若干性能方面的缺陷。
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