电池是一种化学能转换为电能的装置,其内部主要由正极、负极和电解质三部分构成。其中,正极材料的选择对电池的性能和使用寿命有着决定性的影响。电池正极材料一般包括氧化物、磷酸盐、锰酸盐、钴酸盐等多种化合物。
氧化物正极材料是目前广泛应用于锂电池、铅酸电池、燃料电池等电池体系中的一种电极材料。其中,最常用的是锂电池中的三元材料——锂镍钴锰氧化物(NMC)。NMC材料具有高比能量、高功率及良好的循环寿命等特点,在电动汽车、储能电站、便携式电子设备等领域得到了广泛的应用。
此外,氧化铁、二氧化锰、氧化钴等也是常用的氧化物正极材料。
磷酸盐正极材料主要用于铁锂电池中,目前较为流行的是镁掺杂的锰酸铁磷酸盐(LiFePO4)。与其它材料相比,LiFePO4材料具有高度安全性、低内阻和高循环寿命等特点。这使得铁锂电池在特定的应用场合中被广泛应用,如备用电源、电动工具、电传动工具、电动自行车等。
锰酸盐正极材料是一类非常重要的电极材料,因具有高能量密度、低成本等优点而广泛应用于镉镍、镉镉和钴镉电池等镉系蓄电池体系中。常见的锰酸盐正极材料有三价锰酸锂(LiMn2O4)和四价钴酸锂(LiCoO2)。其中,LiMn2O4的优点在于具有高容量和良好的极化特性;LiCoO2则具有卓越的电化学性能、优良的循环寿命和较高的理论比容量。锰酸盐正极材料在工业应用中占据重要的地位。