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科普貼|為什么要使用磷酸鐵鋰作為鋰電池正極材料

日期:2022-11-14   閱讀:453



正極材料是鋰電池的關(guān)鍵功能材料,是其電化學(xué)性能的決定性因素,對電池的能量密度及安全性能起主導(dǎo)作用,影響鋰電池的綜合性能。因此,鋰電池的命名主要以正極材料的屬性進行認(rèn)定。


鋰電池.jpg



同時,正極材料也是鋰電池中成本占比最高的部分,降低鋰電池成本的關(guān)鍵是降低正極材料成本。    


目前國內(nèi)鋰電池正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、三元和磷酸鐵鋰。



鈷酸鋰作為第一代商業(yè)化的鋰電池正極材料,具有振實密度大、充放電穩(wěn)定、工作電壓高的優(yōu)勢,憑借較為簡單的工藝流程,最先實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。然而,鈷酸鋰的循環(huán)性能和安全性能較差,同時,其核心原材料鈷的全球儲量非常有限,且集中在非洲地區(qū),當(dāng)?shù)卣謩邮帢O大影響鈷的穩(wěn)定供應(yīng),導(dǎo)致鈷價高企且波動較大,不利于正極廠商控制成本。


在鈷酸鋰之后,研究最早的就是錳酸鋰正極材料。由于錳的諸量豐富,錳酸鋰在原材料方面具有明顯的成本優(yōu)勢。同時,具有倍率性能好、安全性能佳等優(yōu)勢。但其較低的能量密度、較差的循環(huán)性能,特別是高溫循環(huán)性能不佳,限制了它的下游應(yīng)用。



三元正極材料因三種元素的不同配比,而產(chǎn)生不同的性能,滿足了多樣化的應(yīng)用需求。三元正極材料具有電化學(xué)性能好、循環(huán)性能好、能量密度高等優(yōu)勢。但三元正極材料輸出效率低,容量衰減快、壽命短,且安全性差,受到撞擊和起火時起火點較低。


磷酸鐵鋰的出現(xiàn)是鋰電池正極材料的一項重大突破,環(huán)境友好、安全性好、高溫性能佳,使其形成了較廣泛的市場應(yīng)用。綜合安全性及使用壽命,磷酸鐵鋰是工業(yè)后備電源場景最優(yōu)選擇。