新闻中心

锂电正极材料主流技术将共存发展

发布日期:2012-03-20 来源:亚化咨询  作者:Admin  查看:2532 返回

现有锂离子充电电池的主流正极材料包括钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、三元材料(LiNiMnCoO2)和磷酸铁锂(LiFePO4)等。虽然主流正极材料在许多领域已经取得广泛的应用,但它们在性能和价格方面各具优缺点,因此业界对现有正极材料的改进和新型正极材料的研发工作从未停止。


对锂电正极材料技术的进一步研发工作,主要集中在提高比容量、降低成本、提高循环特性和提高安全性等方面。锂电行业普遍的开发的目标是在2015~2020 年前后,使大型电池用锂离子充电电池的能量密度达到现有的约2 倍,即200~300Wh/kg。


由于现有主流正极材料的理论容量都在200mAh/g 以下,要实现上述目标,必须寻找超过200mAh/g 的新材料,或是使用能够将目前只有4V左右的对锂电位提高到5V 左右的5V 类正极材料,以增加能量密度。


一方面,能够实现超过250mAh/g的比容量,而且属于5V 类正极材料的固溶体类(Li2MnO3-LiMO2)材料被寄予了厚望。


另一方面,虽然比容量并不算大,但橄榄石类正极材料能够实现高电压化,而且在安全性和成本方面备受关注。其中,目前已经实用化的LiFePO4对锂电压仅为3.4V 左右,而正在开发中的磷酸锰锂(LiMnPO4)的对锂电位达到4.1V。


在橄榄石类材料中,日本GS汤浅公司正在开发的磷酸钒锂(Li3V2(PO4)3)不仅在安全性方面有望与LiFePO4 相当,理论容量也高达197mAh/g,比LiFePO4 和LiMnPO4 还高出25mAh/g 以上。而且,对锂电位可以达到3.8V 左右,比LiFePO4 还高0.4V 左右。应用该材料,该公司已经制作出了试验用电池产品。


亚化咨询认为,数码电子设备、电动工具和电动车对锂电池在需求上各不相同。即使同样是电动车,电动自行车、电动家用轿车和电动公交大巴对锂电池需求也有差异。因此,对锂电池性能的差异化需求,将使各种主流锂电正极材料都能够在市场中得到合适的应用。


未来锂电正极材料将出现主流技术共存发展的局面,而业界对于主流成熟技术的改进和对前沿新技术的开发也将不会停止。