锂电电池是一种高能量、高功率、轻量化等特点的新型化学电源。而锂电池中的正极材料就是决定电池性能优劣的关键因素之一。
目前在锂离子电池领域,主流的正极材料有三种:锰酸锂、钴酸锂和三元材料,其中锰酸锂电池的使用最为广泛,因为其成本相对较低,是目前市场上的主流品种。钴酸锂电池功率密度、续航里程等方面有显著优势,三元材料则兼备了锰酸锂和钴酸锂两者的优势,综合性能较为出色。锂电池材料主要成分有锂、电子、氧、金属离子等,三种正极材料均由锂离子、氧离子、过渡金属离子以及辅助阴离子共同组成。
锰酸锂正极材料是一种颜色深灰色的粉末,其主要原材料是氧化铝、硝酸锰等。其正极活性物质为四氧化三锰结构(LiMn2O4),是目前应用最为广泛的电池正极材料之一。
锰酸锂电池具有价格低廉、稳定性好、放电率高、放电平稳等优点,是智能手机、平板电脑等电子设备和电动自行车等低功率产品的主力。但由于容量较小,在高功率需求方面表现不佳,部分电动汽车带动下市场需求量不断下降。
钴酸锂正极材料颜色为黑色或深蓝色粉末,其主要原料是炭酸锂、氢氧化钴等。其正极活性物质为三钴酸锂结构(LiCoO2),是高容量、高能量密度的正极材料。
钴酸锂电池具有高容量、长循环寿命、稳定性好等优点,在电动车和平板电脑等领域应用广泛。但钴酸锂电池中钴成本高,而且在高温、超脱率较高情形下易发生安全事故,需要更高的安全管理措施。
三元材料是由锰酸锂、钴酸锂以及三元材料中心的氧化镍共同组成的正极材料,其颜色多为灰白色。三元材料的正极活性物质为LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2结构,是目前电动车市场的主流选择之一。
三元材料的电池具有高容量、高安全性、循环寿命较长等优点,能够更好的满足电动汽车和电动工具等高功率需求的市场需求。同时,三元材料相比于钴酸锂电池而言成本更优。