磷酸鐵鋰——?jiǎng)恿︿囯x子電池的材料
目前,我國(guó)小容量鋰電池——如手機(jī)電池、筆記本電腦電池等的生產(chǎn)已基本趨于飽和,但是大容量的動(dòng)力鋰離子電池卻依然沒有進(jìn)入市場(chǎng)。電動(dòng)車及大型移動(dòng)電源應(yīng)用領(lǐng)域仍是鉛酸體系電池占據(jù)著主導(dǎo)地位。鋰離子電池自問(wèn)世以來(lái)一直以鈷酸鋰、錳酸鋰正極材料為主導(dǎo),鈷酸鋰及錳酸鋰材料由于自身安全性差,循環(huán)壽命短、價(jià)格昂貴等缺點(diǎn),都不能真正適用鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)需要。新一代鋰電正極材料磷酸鐵鋰逐步粉墨登場(chǎng)后,真正為大容量鋰動(dòng)力電池的發(fā)展和更新展現(xiàn)了廣闊空間,開辟了新天地。鋰電池取代鉛酸、鎳氫等電池體系的局面將成為電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
鋰離子電池正極材料的優(yōu)劣,大致可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估:
(1)正極材料應(yīng)有較高的電極電位,使電池有較高的輸出電壓;
(2)鋰離子能夠在正極材料中大量的可逆地嵌入和脫嵌,以使電池有高的容量;
(3)在鋰離子嵌入/脫嵌過(guò)程中,正極材料的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能不發(fā)生變化或小發(fā)生變化,以保證電池良好的循環(huán)性能;
(4)正極的氧化還原電位在鋰離子的嵌入/脫嵌過(guò)程中變化應(yīng)盡可能小,使電池的電壓不會(huì)發(fā)生顯著變化,以保證電池平穩(wěn)地充電和放電;
(5)正極材料在鋰離子的嵌入/脫嵌過(guò)程中材料結(jié)構(gòu)不發(fā)生塌陷,使電池的電壓不會(huì)發(fā)生顯著變化,以保證電池安全性;
(6)正極材料應(yīng)有較高的電導(dǎo)率,能使電池大電流地充電和放電;
(7)正極不與電解質(zhì)等發(fā)生化學(xué)反應(yīng);
(8)鋰離子在電極材料中應(yīng)有較大的擴(kuò)散系數(shù),便于電池快速充電和放電;
(9)價(jià)格便宜,對(duì)環(huán)境無(wú)污染。
事實(shí)上,動(dòng)力鋰離子電池最需要關(guān)注的應(yīng)是其安全性能的問(wèn)題。磷酸鐵鋰電池正極材料在上述的九項(xiàng)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)中,除了6、8項(xiàng)指標(biāo)不高外,其它各項(xiàng)指標(biāo)均為正極材料中最好的,尤其是安全性能可靠與循環(huán)壽命長(zhǎng)更是其它材料所無(wú)與倫比的,這也正是衡量動(dòng)力電池性能最重要的技術(shù)指標(biāo)。而今僅存的問(wèn)題就是怎樣用磷酸鐵鋰正極材料做出大容量鋰離子電池,即誰(shuí)先占據(jù)磷酸鐵鋰鋰離子動(dòng)力電池市場(chǎng),誰(shuí)將有望成為動(dòng)力電池市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者。
鋰離子電池正極材料的優(yōu)劣,大致可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估:
(1)正極材料應(yīng)有較高的電極電位,使電池有較高的輸出電壓;
(2)鋰離子能夠在正極材料中大量的可逆地嵌入和脫嵌,以使電池有高的容量;
(3)在鋰離子嵌入/脫嵌過(guò)程中,正極材料的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能不發(fā)生變化或小發(fā)生變化,以保證電池良好的循環(huán)性能;
(4)正極的氧化還原電位在鋰離子的嵌入/脫嵌過(guò)程中變化應(yīng)盡可能小,使電池的電壓不會(huì)發(fā)生顯著變化,以保證電池平穩(wěn)地充電和放電;
(5)正極材料在鋰離子的嵌入/脫嵌過(guò)程中材料結(jié)構(gòu)不發(fā)生塌陷,使電池的電壓不會(huì)發(fā)生顯著變化,以保證電池安全性;
(6)正極材料應(yīng)有較高的電導(dǎo)率,能使電池大電流地充電和放電;
(7)正極不與電解質(zhì)等發(fā)生化學(xué)反應(yīng);
(8)鋰離子在電極材料中應(yīng)有較大的擴(kuò)散系數(shù),便于電池快速充電和放電;
(9)價(jià)格便宜,對(duì)環(huán)境無(wú)污染。
事實(shí)上,動(dòng)力鋰離子電池最需要關(guān)注的應(yīng)是其安全性能的問(wèn)題。磷酸鐵鋰電池正極材料在上述的九項(xiàng)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)中,除了6、8項(xiàng)指標(biāo)不高外,其它各項(xiàng)指標(biāo)均為正極材料中最好的,尤其是安全性能可靠與循環(huán)壽命長(zhǎng)更是其它材料所無(wú)與倫比的,這也正是衡量動(dòng)力電池性能最重要的技術(shù)指標(biāo)。而今僅存的問(wèn)題就是怎樣用磷酸鐵鋰正極材料做出大容量鋰離子電池,即誰(shuí)先占據(jù)磷酸鐵鋰鋰離子動(dòng)力電池市場(chǎng),誰(shuí)將有望成為動(dòng)力電池市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者。