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锂电池正极材料发展状况及性能特点

2022-07-19   来源:精城特瓷   作者:谢勇   阅读:

        锂电池正极材料和负极材料的质量比可以达到3:4,所占比重非常大,是锂电池的重要组成部分,对锂电池性能也有着直接的影响。
 

一、锂电池原理:

        锂离子电池是以2种不同的能够可逆地插入及脱出锂离子的嵌锂化合物分别作为电池的正极和负极的二次电池体系。充电时,锂离子从正极材料的晶格中脱出,经过电解质后插入到负极材料的晶格中,使得负极富锂,正极贫锂;放电时锂离子从负极材料的晶格中脱出,经过电解质后插入到正极材料的晶格中,使得正极富锂,负极贫锂。这样正负极材料在插入及脱出锂离子时相对于金属锂的电位的差值,就是电池的工作电压。
 

二、性能特点:

        锂离子电池是性能卓越的新一代绿色高能电池,已成为高新技术发展的重点之一。锂离子电池具有以下特点:高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多。因其上述特点,锂离子电池已应用到移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等众多民用及军事领域。
        1、高能量密度:锂离子电池的重量是相同容量的镍镉或镍氢电池的一半,体积小重量轻。
        2、高电压:锂离子电池的工作电压平均为为3.7V,相当于三个串联的镍镉或镍氢电池。
        3、环保无污染:锂离子电池不含有害金属,因而不受飞机运输有关禁止在客机携带锂离子电池等规定的限制。
        4、循环寿命:充放电周期可超过500次,磷酸亚铁锂则可以达到2000次。
        5、无记忆效应:记忆效应是指电池在充放电循环过程中,电池的容量减少的现象。而锂离子电池没有这样情况。
        6、快速充电:使用额定电压为4.2V的恒流恒压充电器,可以使锂离子电池在1.5--2.5个小时内就充满电;而磷酸铁锂,已经可以在35分钟内充满电。
 

 

三、发展状况:

        锂离子电池是二次电池,人们也根据其工作方式和特点,将锂离子电池形容为“摇椅式电池”。锂离子电池自从大规模的进入商业化开始,不断侵占电池市场,现在已经稳稳的占据二次电池市场。但是,在很长一段时间内,锂离子电池在国际市场上呈现日本一家独占的现象。近年来,我国和韩国不断研究锂离子电池,直追日本,在国际锂离子电池市场上已经逐渐呈现出中国、韩国、日本三足鼎立的局面。锂离子电池也将面向多方向共同发展的趋势。
        锂离子电池的生产中,其中影响其性能和价格的主要材料是正极材料,并且正极材料在锂离子电池中的比例较高。因此,正极材料决定了锂离子电池是否能够大型化,并决定锂离子电池的安全性能;同时,正极材料之所以能够在很大程度上决定锂离子电池的价格,是由于正极材料在电池中所占比例较高,约40%左右。可以说,锂离子电池正极材料的发展,推动了锂离子电池的发展。
        锂离子电池正极材料经过十几年的发展,在国际锂电池市场中已经逐渐占据主要地位。由于该行业的技术要求较高,对产品质量的要求也比较严格,使得一些核心竞争力较低或不具有核心竞争力的企业逐渐退出锂电池正极材料市场,行业内的优势资源逐渐向大企业靠拢。综合目前锂电池正极材料的市场需求和其研发情况来看,在未来正极材料市场中,磷酸铁锂将逐渐占据主导地位。
        锂电池正极材料的优劣主要是从其氧化还原电位、电导率、扩散系数、价格以及对环境是否存在污染等方面进行判断。钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料以及锰酸锂都是常用的锂电池正极材料,不同的材料都有各自的优缺点。可以结合锂电池的不同使用环境和方法选择正极材料,从而确保锂电池的性能,并尽量降低其市场价格,促进锂电池行业长足发展。
        除了在材料本身上寻找突破口提升锂电池的品质之外,生产工艺和设备的改进对提高正极材料的质量同样非常重要。比如,在正极材料生产中需要用到大量的粉体气力输送管道,如果用传统的金属管道就容易造成金属污染,影响正极材料的纯度和导电性能;玻璃管道则容易出现裂痕、破损,会引起正极材料泄露,引发污染。相比较而言,耐磨陶瓷锂电池正极材料输送管道就具有优异的性能,它性价比高,耐磨损,使用寿命长,还能隔绝金属污染,保障锂电池品质。
        精城特瓷的耐磨陶瓷复合管自从进入市场以来就得到了众多正极材料生产厂家的高度好评,也帮助许多锂电池厂家解决了正极材料输送难题。
 
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