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鋰電池正極材料發(fā)展狀況及性能特點

2022-07-19 精城特瓷

鋰電池正極材料和負極材料的質(zhì)量比可以達到3：4，所占比重非常大，是鋰電池的重要組成部分，對鋰電池性能也有著直接的影響。

一、鋰電池原理：

鋰離子電池是以2種不同的能夠可逆地插入及脫出鋰離子的嵌鋰化合物分別作為電池的正極和負極的二次電池體系。充電時，鋰離子從正極材料的晶格中脫出，經(jīng)過電解質(zhì)后插入到負極材料的晶格中，使得負極富鋰，正極貧鋰；放電時鋰離子從負極材料的晶格中脫出，經(jīng)過電解質(zhì)后插入到正極材料的晶格中，使得正極富鋰，負極貧鋰。這樣正負極材料在插入及脫出鋰離子時相對于金屬鋰的電位的差值，就是電池的工作電壓。

二、性能特點：

鋰離子電池是性能卓越的新一代綠色高能電池，已成為高新技術(shù)發(fā)展的重點之一。鋰離子電池具有以下特點：高電壓、高容量、低消耗、無記憶效應(yīng)、無公害、體積小、內(nèi)阻小、自放電少、循環(huán)次數(shù)多。因其上述特點，鋰離子電池已應(yīng)用到移動電話、筆記本電腦、攝像機、數(shù)碼相機等眾多民用及軍事領(lǐng)域。

1、高能量密度：鋰離子電池的重量是相同容量的鎳鎘或鎳氫電池的一半，體積小重量輕。

2、高電壓：鋰離子電池的工作電壓平均為為3.7V，相當于三個串聯(lián)的鎳鎘或鎳氫電池。

3、環(huán)保無污染：鋰離子電池不含有害金屬，因而不受飛機運輸有關(guān)禁止在客機攜帶鋰離子電池等規(guī)定的限制。

4、循環(huán)壽命：充放電周期可超過500次，磷酸亞鐵鋰則可以達到2000次。

5、無記憶效應(yīng)：記憶效應(yīng)是指電池在充放電循環(huán)過程中，電池的容量減少的現(xiàn)象。而鋰離子電池沒有這樣情況。

6、快速充電：使用額定電壓為4.2V的恒流恒壓充電器，可以使鋰離子電池在1.5--2.5個小時內(nèi)就充滿電;而磷酸鐵鋰，已經(jīng)可以在35分鐘內(nèi)充滿電。

三、發(fā)展狀況：

鋰離子電池是二次電池，人們也根據(jù)其工作方式和特點，將鋰離子電池形容為“搖椅式電池”。鋰離子電池自從大規(guī)模的進入商業(yè)化開始，不斷侵占電池市場，現(xiàn)在已經(jīng)穩(wěn)穩(wěn)的占據(jù)二次電池市場。但是，在很長一段時間內(nèi)，鋰離子電池在國際市場上呈現(xiàn)日本一家獨占的現(xiàn)象。近年來，我國和韓國不斷研究鋰離子電池，直追日本，在國際鋰離子電池市場上已經(jīng)逐漸呈現(xiàn)出中國、韓國、日本三足鼎立的局面。鋰離子電池也將面向多方向共同發(fā)展的趨勢。

鋰離子電池的生產(chǎn)中，其中影響其性能和價格的主要材料是正極材料，并且正極材料在鋰離子電池中的比例較高。因此，正極材料決定了鋰離子電池是否能夠大型化，并決定鋰離子電池的安全性能;同時，正極材料之所以能夠在很大程度上決定鋰離子電池的價格，是由于正極材料在電池中所占比例較高，約40%左右?？梢哉f，鋰離子電池正極材料的發(fā)展，推動了鋰離子電池的發(fā)展。

鋰離子電池正極材料經(jīng)過十幾年的發(fā)展，在國際鋰電池市場中已經(jīng)逐漸占據(jù)主要地位。由于該行業(yè)的技術(shù)要求較高，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也比較嚴格，使得一些核心競爭力較低或不具有核心競爭力的企業(yè)逐漸退出鋰電池正極材料市場，行業(yè)內(nèi)的優(yōu)勢資源逐漸向大企業(yè)靠攏。綜合目前鋰電池正極材料的市場需求和其研發(fā)情況來看，在未來正極材料市場中，磷酸鐵鋰將逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。

鋰電池正極材料的優(yōu)劣主要是從其氧化還原電位、電導(dǎo)率、擴散系數(shù)、價格以及對環(huán)境是否存在污染等方面進行判斷。鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料以及錳酸鋰都是常用的鋰電池正極材料，不同的材料都有各自的優(yōu)缺點?？梢越Y(jié)合鋰電池的不同使用環(huán)境和方法選擇正極材料，從而確保鋰電池的性能，并盡量降低其市場價格，促進鋰電池行業(yè)長足發(fā)展。

除了在材料本身上尋找突破口提升鋰電池的品質(zhì)之外，生產(chǎn)工藝和設(shè)備的改進對提高正極材料的質(zhì)量同樣非常重要。比如，在正極材料生產(chǎn)中需要用到大量的粉體氣力輸送管道，如果用傳統(tǒng)的金屬管道就容易造成金屬污染，影響正極材料的純度和導(dǎo)電性能；玻璃管道則容易出現(xiàn)裂痕、破損，會引起正極材料泄露，引發(fā)污染。相比較而言，耐磨陶瓷鋰電池正極材料輸送管道就具有優(yōu)異的性能，它性價比高，耐磨損，使用壽命長，還能隔絕金屬污染，保障鋰電池品質(zhì)。
精城特瓷的耐磨陶瓷復(fù)合管自從進入市場以來就得到了眾多正極材料生產(chǎn)廠家的高度好評，也幫助許多鋰電池廠家解決了正極材料輸送難題。