市面上常用锂电池的种类和优缺点

现在市面上的锂电池储能电源产品的锂电池主要分为钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰三元材料,小编整理了这几款材料的性能特点和优缺点,以供有需要的人士参考。

锂电池储能电源

钴酸锂是层状岩盐结构正极材料,虽然存在资源稀少以及热稳定性差等缺点,但由于其电化学性能稳定、生产工艺可靠性高,目前依然是小型锂离子二次电池中主要应用的正极材料。钴酸锂的合成方法主要有固相反应法、溶胶凝胶法、水热法、沉淀法等。用不同方法合成的钴酸锂材料在物理性能和电化学性能上存在显著的差异。目前商品化钴酸锂材料主耍是通过高温固相反应法合成。

镍酸锂在结构上与钴酸锂相似,有较高的理论容量,价格便宜,储址多以及对环境无污染,但其内在结构导致制备条件非常苛刻,循环容量衰减较快,其实用化进程一直比较缓慢。利用少量其他金属离子替代部分镍以稳定其结构是近年来人们改善该材料性能的方向之一,主要掺杂钴 、镁和铝等元素。镍酸锂的合成方法主要是高温固相反应法。

锰酸锂是尖晶石结构的正极材料,价格便宜、无污染,但其在高温下容量衰减严重,并且在充放电过程中锰酸锂结构不稳定,由于发生Jahn-Teller效应导致应用范围存在一定的限制。锰酸锂的传统合成方法主要有固相反应法和液相反应法两大类。目前也有人利用微波加热法、脉冲激光沉积法、等离子体提升化学气相沉淀法以及射频磁旋喷射法等制备锰酸锂。

磷酸铁锂是橄榄石形正极材料,属于正交晶系,有较高的理论容量,热稳定性好,在常温下充放电循环性能也十分优越,因此在特定的领域有着良好的应用前景。但由于目前材料的能量密度低、离子导电和电子导电率低导致的倍率性能差、低滋性能差以及合成复杂等,因此该材料用于动力型锂离子电池,还需要做大量的工作。目前磷酸铁锂的合成方法主要有高温固相合成法、微波烧结法以及溶胶一凝胶法等。

镍钴锰三元材料具有优良的充放电循环稳定性和较好的安全性能,因此成为可能替代钴酸锂的又一种正极材料。其中,以x= 1/3的产物综合电化学性能表现最好,也是目前被研究最多,进展最快的材料。目前镍钴锰三元材料主要通过在液相中首先实现 Ni、Co、Mn离子水平的混合后,再用沉淀法制备高温反应前的反应物,此外,还可以采用碳酸盐沉淀法来合成该材料。

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