磷酸鐵鋰與錳酸鋰電池正極材料性能技術(shù)分析

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-10-28 14:22  瀏覽量：次

　　磷酸鐵鋰與錳酸鋰電池正極材料性能技術(shù)分析。鋰離子電池因其具有能量密度高、自放電流小、安全性高、可大電流充放電、循環(huán)次數(shù)多、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越多地應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、電動(dòng)汽車、航空航天、軍事裝備等多個(gè)領(lǐng)域。鋰電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)方向之一。今天就來(lái)分析近年來(lái)研究的磷酸鐵鋰與錳酸鋰電池正極材料的性能技術(shù)。

　　磷酸鐵鋰電池正極材料性能技術(shù)分析

　　1、正極材料應(yīng)有較高的氧化還原電位，從而使電池有較高的輸出電壓；

　　2、在鋰離子嵌入/脫嵌過(guò)程中，正極材料的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能不發(fā)生變化或小發(fā)生變化，以保證電池良好的循環(huán)性能；

　　3、正極的氧化還原電位在鋰離子的嵌入/脫嵌過(guò)程中變化應(yīng)盡可能小，使電池的電壓不會(huì)發(fā)生顯著變化，以保證電池平穩(wěn)地充電和放電；

　　4、正極材料應(yīng)有較高的電導(dǎo)率，能使電池大電流地充電和放電；

　　5、鋰離子在電極材料中應(yīng)有較大的擴(kuò)散系數(shù)，便于鋰電池快速充電和放電。

　　磷酸鐵鋰制備原料豐富、價(jià)格相比其他材料來(lái)說(shuō)比較低廉、對(duì)環(huán)境友好，加上較好的循環(huán)性能和高安全性使得其率先在電動(dòng)汽車上得到了應(yīng)用。但是磷酸鐵鋰材料的導(dǎo)電性較差，振實(shí)密度較低，導(dǎo)致體積能量密度較低，限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用。

　　錳酸鋰電池正極材料性能技術(shù)分析

　　錳酸鋰有尖晶石型和層狀型，主要為尖晶石型錳酸鋰。相較于鈷酸鋰，具有資源豐富、價(jià)格便宜、對(duì)環(huán)境污染小且安全性能優(yōu)良等特點(diǎn)。然而，該電池尚存在初始比容量較低、高溫下循環(huán)使用容量衰減較快的問(wèn)題。尖晶石結(jié)構(gòu)的錳酸鋰?yán)碚撊萘繛?48mAhg-1左右，實(shí)際應(yīng)用中容量為90-120mAhg-1，正常工作電壓在3-4V，但是在3V的充放電范圍內(nèi)，Li+的嵌入和脫出反應(yīng)可逆性差，尖晶石的結(jié)構(gòu)很難保持完整性，循環(huán)性較差，而且在高溫循環(huán)中，由于錳在電解液中的溶解和Jahn-Teller效應(yīng)也導(dǎo)致材料的容量衰減嚴(yán)重。

　　主體元素成分分析因?yàn)樵睾扛?，如果采用常?guī)的低含量雜質(zhì)元素的分析方法，容易產(chǎn)生較大的誤差。所以主體元素分析通常采用滴定法。研究的在大量干擾元素錳、鈷存在的情況下，丁二酮肟沉淀-EDTA滴定法測(cè)定正極材料中鎳的含量的方法。研究結(jié)果表明，該方法標(biāo)準(zhǔn)偏差小于0.054，變異系數(shù)小于0.20%，回收率在99.63%～100.5%之間。

　　對(duì)于錳酸鋰正極材料，YS/T798-2012規(guī)定了鎳鈷錳酸鋰首次放電比容量、首次充放電效率、平臺(tái)容量比率及循環(huán)壽命的測(cè)試方法。

　　材料理化性能和應(yīng)用性能的分析方法很多，從中篩選和確定適合鋰離子電池正極材料性能的分析方法，有助于鋰離子電池正極材料工作者準(zhǔn)確分析自己材料的性能，也有助于不同鋰離子電池正極材料工作者相互之間數(shù)據(jù)的比較，對(duì)推動(dòng)鋰離子電池正極材料的發(fā)展有重要的意義。