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锂离子电池的核心 - 阴极材料

发布时间:2019-09-30 来源:未知 作者:admin 浏览次数:

锂离子电池的核心 - 阴极材料

近年来,新能源汽车在市场和政策的双重支持下发展良好。新能源公交客车试点推广,即以财政政策鼓励在公交、出租、公务、环卫和邮政等公共服务领域率先推广使用节能与新能源汽车。中央财政对有关公共服务领域示范推广单位购买和使用节能与新能源汽车给予一次性补助,地方财政对相关配套设施建设及维护保养也将给予补助。新能源公交客车虽然当前世界各主要发达国家和有关汽车公司均在加紧研发此种新型汽车技术并取得长足进展,但总体而言,中国仍基本上与之处在同一个起跑线上,差距不过只有3—5 年,并不像传统内燃机技术一样存在20年的巨大差距。在商用化和产业化方面更是如此,某些方面我们还有一定优势。新能源汽车展中国的汽车产业刚刚发展起来,汽车普及率低,因而在汽车动力系统发展战略选择上有更大的自由度,在新能源汽车研发和产业化方面具有比较优势,推广应用新能源汽车的阻力也会小得多。作为新能源汽车的核心部件,动力电池也在迅速发展。 2008年4月,中国动力电池装机容量达到8.08GWh,同比增长253.66%。锂离子电池是新能源汽车中最常用的动力电池。它们主要由阴极材料,阳极材料,隔膜和电解质组成。正极材料占锂电池总成本的40%以上,其性能直接影响锂电池的性能指标,因此正极材料占据锂电池的核心位置。阴极材料的性能和价格是制约锂离子电池进一步发展到高能量,长寿命和低成本的瓶颈。开发高能锂离子电池的关键技术之一是开发阴极材料。

  锂钴氧化物

锂钴氧化物,又称锂钴氧化物,化学式LiCOO 2,是一种无机化合物。锂钴氧化物是目前市场上应用最广泛的锂离子电池负极材料之一。Licoo_2属于-Nafeo_2型结构。它具有二维层状结构,适用于锂离子除盐。其理论容量为274mAh/g,但在实际应用中,由于结构稳定性的限制,只能去除晶格中一半的锂离子。因此,实际比容量约为140mAh/g,平均工作电压高达3.7V,通常采用高温固相法制备锂钴氧化物,操作简单,适合批量生产。锂钴氧化物由于其制备简单、电化学性能高、循环性能好、性能稳定、充放电性能优异等特点,成为大型锂离子电池的第一种阴极材料。

  锂镍氧化物

氧化镍锂,又称氧化镍锂,化学式为linio2。氧化镍锂的结构为立方岩盐,与氧化钴锂相同,但其价格低于氧化钴锂。其理论容量为276 mah/g,实际比容量为140~180 mah/g,工作电压范围为2.5 v~4.2 v.氧化镍锂具有高温稳定性好、自放电率低、无过充电和过放电限制等优点,而且没有污染此外,它也是目前研究的正质材料的实际放电能力。然而,由于其在富氧大气中的合成要求,工艺条件要求很高,容易产生非计量化合物。条件艰苦,准备困难。因此,它不被用作锂离子电池的阴极材料。

  锂锰氧化物

锂锰氧化物按结构可分为层状LiMnO 2和尖晶石LiMn2O4。LiMnO 2属于正交晶体体系,石盐结构,氧原子具有扭转四面体密堆结构分布,理论比容量为286 mAh·g,充放电范围为2.5~4.3V,LiMn2O4为尖晶石结构,立方晶系,F能产生4.0V高压平台,理论容量为148 mAh·g,接近锂钴氧化物的容量。我国是一个锰资源丰富的国家,锰矿价格低,环境相容性好,所以锂锰氧化物也是一种潜在的正极材料。

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