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鋰離子電池正極材料如何進行分類?

簡介:匯杰鋰能提供鋰離子電池正極材料如何進行分類,首先介紹市場上常分的四類,后續再進行對鋰離子電池正極材料進行總結,總計有8種,再次進行對鋰離子電池正極材料進行分為6類,最后針對每一類型進行講解。

閱讀:165次 作者:babsan 發布時間:2018-05-13 03:42:00

目前鋰離子電池正極材料的普遍分類方法是將鋰離子正極材料分為四類

  磷酸鐵鋰 錳酸鋰 鈷酸鋰 三元材料
實驗室下的能量密度(mAh/g) 170 148 274 278
實際能量密度(mAh/g) 135 110 138 160
最低循環次數 2000 500 300 800
適用的溫度范圍 負20℃到75℃ 小于50℃ 負20℃到55℃ 負20℃到55℃
最高電壓(V) 3.7 3.9 3.6 4.5
最低電壓(V) 3.2 3.8 3.6 3
對環境的污染 無毒無污染 無毒無污染 含重金屬鈷 含重金屬鎳和鈷
產品安全性能 良好 良好

但是實際上我們可以分得更細,如:三元材料來說,可以分為鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰,鎳鈷錳酸鋰又分為鎳鈷錳酸鋰111系列,333系列,523系列,622系列,811系列。

所以說鋰離子電池正極材料的分類是非常多,還包括有鈦酸鋰,所以這個時候我們的列表可以改為

鋰離子電池正極材料 磷酸鐵鋰 鈷酸鋰 鎳鈷錳酸鋰 鎳鈷鋁酸鋰 錳酸鋰 高錳酸鋰 鈦酸鋰 鎳酸鋰

這樣進行劃分,可以看出鋰離子電池正極材料有8種,不過,其中錳酸鋰和高錳酸鋰屬于同一種類型,另外鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰都可以稱之為三元材料,這樣我們就可以將鋰離子電池正極材料這樣進行分類。

鋰離子電池正極材料 磷酸鐵鋰 鈷酸鋰 三元材料 錳酸鋰 鈦酸鋰 鎳酸鋰
鎳鈷錳酸鋰 鎳鈷鋁酸鋰 LiMnO2 LiMn2O4

從最后的列表中,我們可以分為6類

第一類:鋰鎳氧化物

鋰鎳氧化物主要代表為鎳酸鋰,產品特性和鎳鈷氧化物類似,但是價格來說會比鎳鈷氧化物價格低,因其能量密度大,可以達到274mAh/g,是比較理想的搞能量密度的鋰離子電池正極材料,但是其安全性能太差,不夠問題,而且循環次數比較低,因此目前使用鎳酸鋰作為鋰離子電池正極材料的廠商不多。

鎳酸鋰正極材料

第二類:鋰鈷氧化物

鋰鈷氧化物主要代表為鈷酸鋰,產品因價格高,產品其單體能量密度可以達到274mAh/g,但是其系統能量密度只能達到138mAh/g,其中有五高,高能量密度,高價格,高功率,高商業化程度,高循環壽命,不足也很明顯,價格過高,在中國鈷鹽嚴重缺乏的地理位置,鈷鹽都需要進口,而且國外價格在2016年到2017年直接價格翻漲約4倍,直接從16萬/噸漲價到60萬/噸.而且整體來說鈷酸鋰將成為未來動力汽車的主打正極材料這總可能性較小,不僅僅是因為價格,更多的是儲存量達不到供應世界動力能源汽車的未來要求。

鈷酸鋰正極材料

第三類:鋰鈦氧化物

鋰鈦氧化物典型的代表就是鈦酸鋰,這個產品主要由珠海銀隆占據主導地位,其優勢就是快充,這個優勢可以將其劣勢忽略,那就是能量密度小,跑一段時間就需要充電,可以進行快充也相對比較方便,另外一個優勢是安全,第三個優勢是循環次數可以達到2萬次,但是其價格很高,這樣單次循環的價格就可以拉低。

鈦酸鋰正極材料

第四類:鎳鈷多元氧化物

這種就是我們常說的多元氧化物,目前最為常見的有鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰,其中鎳鈷錳酸鋰又分為鎳鈷錳酸鋰111,鎳鈷錳酸鋰523,鎳鈷錳酸鋰622,鎳鈷錳酸鋰811,但是鎳鈷鋁酸鋰卻見得不多,大多都是松下公司提供給美國公司特斯拉進行使用,其中鎳鈷鋁酸鋰的比例為0.8比0.15比0.05。

三元正極材料

第五類:鋰錳氧化物

鋰錳氧化物主要代表為錳酸鋰,高錳酸鋰,資源在我國境內比較豐富,而且產品目前也是研究的熱點,其中LiMn2O4有著其較高的能量密度,但是穩定性卻大大降低,尤其是在高溫條件下,LiMn2O4不穩定,但是其主要優勢比較明顯,產品無污染,安全性能良好。

錳酸鋰正極材料

第六類:鋰鐵磷氧化物

鋰鐵磷氧化物的主要代表為磷酸鐵鋰,使用最多的公司就是BYD,其產品各方性能均衡,能量密度135mAh/g,無毒無污染,循環次數不低于2000次,適宜溫度也可以在零下20度和50度的高溫下都對鋰離子電池正極材料影響不大,而且在作為乘用車的動力能源時,安全性能屬于高級別等級。

磷酸鐵鋰正極材料
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