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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：340



正極材料是鋰電池的關鍵功能材料，是其電化學性能的決定性因素，對電池的能量密度及安全性能起主導作用，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鍵是降低正極材料成本。    


目前國內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。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?shù)卣謩邮帢O大影響鈷的穩(wěn)定供應，導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，限制了它的下游應用。



三元正極材料因三種元素的不同配比，而產生不同的性能，滿足了多樣化的應用需求。三元正極材料具有電化學性能好、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。

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