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提高锂电池正极材料电压性能的三项技术

发布日期:2022-06-22 09:18

本文摘要:提升锂离子电池负极材料的电压是最近几年提高锂离子电池能量密度的新思路。低电压材料还包括类尖晶石晶体结构和类橄榄石晶体结构两种负极材料。 LiMPO4(M=Co,Ni)就是一种典型的高电压类橄榄石晶体结构材料。其中,LiCoPO4具备4.8V的静电电势,LiNiPO4具备5.2V的静电电势,且理论容量都相似170mAh/g。

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提升锂离子电池负极材料的电压是最近几年提高锂离子电池能量密度的新思路。低电压材料还包括类尖晶石晶体结构和类橄榄石晶体结构两种负极材料。

LiMPO4(M=Co,Ni)就是一种典型的高电压类橄榄石晶体结构材料。其中,LiCoPO4具备4.8V的静电电势,LiNiPO4具备5.2V的静电电势,且理论容量都相似170mAh/g。  5.2V是目前最低的充放电电压,因为仍未研发出有需要与之给定的电解液,故仍未有关于LiNiPO4负极材料锂电池性能的报导,关于LiCoPO4材料的报导多些,但在现有电解液体系下得出结论的LiCoPO4材料循环充放电性能很差。  类橄榄石晶体结构在低电压条件下展现出出有的副作用有三:1、负极材料不会与电解液再次发生反应,构成固液界面层;2、电解液不会部分沉淀Co离子,大大好转锂电池循环充放电性能;3、电导性能劣,电导率较低。

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因此,使用低电压类橄榄石晶体结构必需施予适当的手段以提升其性能,这些手段有三种。  1、纳米化。活性物质使用纳米级的小颗粒要比微米级大颗粒具备更加较短的锂离子和电子传输蔓延路径。

  2、掺入。与类尖晶石晶体结构既可掺入阳离子也可掺入阴离子有所不同,类橄榄石晶体结构只掺入阳离子提升负极材料的电导率。  3、涂层。

非晶碳涂层能构成相互连接的电子高速传输地下通道,从而提升性能,尤其是提升首次静电容量以及充放电循环性能。  总体来说,类橄榄石晶体结构的LiMPO4(M=Co,Ni)比类尖晶石晶体结构具备更好的理论容量,但由于电导率较低,循环性能劣,这使得该负极材料锂离子电池研发没类尖晶石晶体结构锂离子电池的研发成果多,而转入实业化阶段则必须有更加先进设备的性能改良技术,这主要所指的是电动车用动力锂电池。


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