鋰電池正極材料的主要特點及其應用前景

羅騰

摘要：

鋰電池是當今社會生產(chǎn)生活當中必不可少的事物，鋰電池在人們的生產(chǎn)生活當中發(fā)揮著巨大的作用，因此必須要針對鋰電池開展相關研究。鋰電池主要由正極材料、負極材料、隔膜和電解液等構(gòu)成，其中正極材料在鋰電池的總成本中占據(jù)40%以上的比例，并且正極材料的性能直接影響了鋰電池的各項性能指標，所以鋰電正極材料在鋰電池中占據(jù)核心地位。本文針對鋰電池正極材料的主要特點及其應用前景展開研究，為鋰電池正極材料的健康發(fā)展提供指導和借鑒。

關鍵詞：

鋰電池;正極材料;特點;應用前景

中圖分類號：

TM912

文獻標識碼：

A

文章編號：

1672-9129（2020）15-0108-01

現(xiàn)代社會當中電腦、手機等科技產(chǎn)品為人們的生活帶來了極大的便利，這些電子產(chǎn)品都需要使用電池，而說到電池時，鋰電池又是這些產(chǎn)品幾乎都在使用的電力儲存方案。鑒于鋰電池在現(xiàn)代電子產(chǎn)品當中的廣泛應用，有必要針對鋰電池進行研究，為鋰電池行業(yè)的快速發(fā)展提供指導。

1電池方案分類及電池行業(yè)現(xiàn)狀

一次性電池。一次電池就是我們俗稱的干電池，即只能進行一次放電的電池。

二次電池?？梢赃M行多次放電充電的電池，包括：鉛酸電池、鋰電池等。

太陽能電池。利用太陽能，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的電池，包括：多晶硅電池、非晶硅薄膜電池等。

燃料電池。將燃料的化學能轉(zhuǎn)化為電能的電池實際上只有放電功能而不具備儲存電能的功能。

在以上幾種電池方案當中，一次電池只能經(jīng)過一次放電，一般使用在干電池當中，在生活當中常見的應用場景有遙控器等產(chǎn)品當中。太陽能電池作為一個獨特的發(fā)展方向，也可以作為一些行業(yè)的電池解決方案，但是由于其能量不穩(wěn)定的特點，導致這種方案在電子產(chǎn)品電池解決方案當中不會采取這一方案。而鋰電池方案與其他幾種主要電池解決方案相比具有能量密度高，性能好的特點，正在逐漸成為一些現(xiàn)代科技產(chǎn)品的首選電池解決方案。

2鋰電池正極材料的發(fā)展現(xiàn)狀

目前主要的鋰電池正極材料有：層狀結(jié)構(gòu)的鈷酸鋰、鎳鈷酸鋰、鎳錳酸鋰和鎳錳鈷酸鋰三元材料，尖晶石型的錳酸鋰，橄欖石型的磷酸鐵鋰等鋰錳氧化物。

2.1鈷酸鋰。鈷酸鋰在生產(chǎn)工藝方面具有一些天然的優(yōu)勢，因為其生產(chǎn)加工工藝和自身的穩(wěn)定性等特點促使其具備一些天然的優(yōu)點。使用鈷酸鋰的鋰電池，其工作電壓較為穩(wěn)定、能夠進行大電流狀態(tài)下的充放電過程，且其生產(chǎn)過程安全穩(wěn)定，這一鋰電池正極材料解決方案也得到了業(yè)界的一致好評。隨著技術(shù)的成熟，鈷酸鋰電池的使用壽命可達1000次，無論是從生產(chǎn)還是使用層面，這一正極材料都具有明顯的優(yōu)勢。

2.2三元材料。由于鈷酸鋰價格的過高，導致人們一直在致力于研究其他材料來實現(xiàn)對鈷酸鋰的替代。隨著層狀嵌鋰多元過渡金屬復合型正極材料的迅速發(fā)展，人們對于這一新的正極材料解決方案的信心越來越足。由于國際市場對這一材料的逐漸認可，導致我國一些企業(yè)也在逐漸加大對這一材料的購買和研究力度，與鈷酸鋰相比較，在價格、環(huán)境友好性、安全性等方面都對我國一些企業(yè)產(chǎn)生了較大的吸引力。

2.3錳酸鋰。與前面的兩種選擇相比，錳酸鋰安全性好、耐充性好，而且錳原料資源豐富、價格較為低廉，在正極材料市場上也受到了一些企業(yè)的喜歡。目前一些國內(nèi)的企業(yè)也都在針對錳酸鋰這一性價比較高的正極材料解決方案進行研究和完善，借此實現(xiàn)鋰電池技術(shù)的突破。

2.4磷酸鐵鋰。在動力電池行業(yè)當中，由于動力電池對于能量密度和價格的要求，在這一行業(yè)當中，企業(yè)更傾向于采取磷鐵酸鋰這一材料方案。動力電池之所以選擇這一方案是因為這一材料的年產(chǎn)能較高，所以價格較低，而且這一材料的安全性較高能夠滿足動力系統(tǒng)的要求。但是因為這一材料的電阻較大，會加大對電能的消耗。

3鋰電池正極材料的發(fā)展前景

由于鋰電池技術(shù)是解決現(xiàn)代科技產(chǎn)品較好的電池解決方案，因此國際市場上，關鍵的鋰電池正極材料核心技術(shù)掌握在一些寡頭手中。隨著我國近些年的快速發(fā)展，國內(nèi)一些企業(yè)在資金、技術(shù)基礎等方面都有了一定的積累，隨之也出現(xiàn)了一大批的市場競爭者，一些優(yōu)質(zhì)的企業(yè)得以逐漸發(fā)展起來。

鋰電池正極材料技術(shù)作為鋰電池材料的關鍵技術(shù)，可以分為小型鋰電和動力鋰電正極材料兩個方向。小型鋰電正極材料的應用方向主要包括：電腦、手機等一些生活當中主要使用的電子產(chǎn)品當中，這些電子產(chǎn)品的電池儲存量相對來說要小一些。鋰電池作為這些電子產(chǎn)品的主要電力解決方案，小型鋰電池正極材料在這些領域的應用前景十分光明。其次，鋰電池正極材料的另一個主要方向就是動力鋰電正極材料方面。當今社會人們對于傳統(tǒng)能源汽車的危害已經(jīng)有了越來越深的認識，人類目前正在積極發(fā)展新能源汽車，其中，電動汽車作為一個重要的發(fā)展方向?qū)τ谄囆袠I(yè)的發(fā)展來說是十分重要的。電動汽車的主要動力源為電力，而鋰電池作為目前市場當中較為成熟的電池供應方案自然也會成為汽車行業(yè)的電池解決方案首選，鋰電池正極材料技術(shù)在這一領域同樣發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

結(jié)語：隨著現(xiàn)代社會對于鋰電池需求量的增長，無論是從小型電力需求和動力需求層面來看，鋰電池正極材料技術(shù)的發(fā)展前景十分巨大，必須要針對鋰電池正極材料的特點和作用開展相關研究，實現(xiàn)鋰電池技術(shù)的不斷進步。

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