目前,我国小容量锂电池——如手机电池、笔记本电脑电池等的生产已基本趋于饱和,但是大容量的动力锂离子电池却依然没有进入市场。电动车及大型移动电源应用领域仍是铅酸体系电池占据着主导地位。锂离子电池自问世以来一直以钴酸锂、锰酸锂正极材料为主导,钴酸锂及锰酸锂材料由于自身安全性差,循环寿命短、价格昂贵等缺点,都不能真正适用锂离子动力电池产业需要。新一代锂电正极材料磷酸铁锂逐步粉墨登场后,真正为大容量锂动力电池的发展和更新展现了广阔空间,开辟了新天地。锂电池取代铅酸、镍氢等电池体系的局面将成为电池产业发展的必然趋势。
锂离子电池正极材料的优劣,大致可以从以下几个方面进行评估:
(1)正极材料应有较高的电极电位,使电池有较高的输出电压;
(2)锂离子能够在正极材料中大量的可逆地嵌入和脱嵌,以使电池有高的容量;
(3)在锂离子嵌入/脱嵌过程中,正极材料的结构应尽可能不发生变化或小发生变化,以保证电池良好的循环性能;
(4)正极的氧化还原电位在锂离子的嵌入/脱嵌过程中变化应尽可能小,使电池的电压不会发生显著变化,以保证电池平稳地充电和放电;
(5)正极材料在锂离子的嵌入/脱嵌过程中材料结构不发生塌陷,使电池的电压不会发生显著变化,以保证电池安全性;
(6)正极材料应有较高的电导率,能使电池大电流地充电和放电;
(7)正极不与电解质等发生化学反应;
(8)锂离子在电极材料中应有较大的扩散系数,便于电池快速充电和放电;
(9)价格便宜,对环境无污染。
事实上,动力锂离子电池最需要关注的应是其安全性能的问题。磷酸铁锂电池正极材料在上述的九项评判标准中,除了6、8项指标不高外,其它各项指标均为正极材料中最好的,尤其是安全性能可靠与循环寿命长更是其它材料所无与伦比的,这也正是衡量动力电池性能最重要的技术指标。而今仅存的问题就是怎样用磷酸铁锂正极材料做出大容量锂离子电池,即谁先占据磷酸铁锂锂离子动力电池市场,谁将有望成为动力电池市场的领导者。■ |
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