锂电池正极材料
过渡金属氧化物 1、钴酸锂LCO 优点:高比容量,高电压,低自放电已经良好的循环性能,至今仍广泛应用。 缺点:成本高,热稳定性差和高倍率和深循环的容量的快速衰上。 改善:各种金属氧化物的涂层(Al2O3, B2O3, TiO2, ZrO2),因为他们的机械和化学稳定性可以减 少LCO的结构变化和与电解质的副反应,增强的LCO稳定性,甚至对深循环性能特性有一定改善。 2、镍酸锂LNO 优点:LNO与LCO相比主要在成本是低很多,但是LNO的问题在于Ni2+有替代Li+的倾向在脱嵌Li的 过程中会堵住Li的扩散通道。 缺点:安全性和稳定性方面LNO比LCO更容易造成热失控。 改善:在高SOC条件下的热稳定性差可通过Mg掺杂来改善 ,添加少量Al能提高两者的热稳定性和电 化学性能. 3、镍钴铝酸锂NCA 优点在于拥有较高的比容量200mAh/g和相对LCO更好的日历寿命。但在国内刚刚处于起步阶段。
锂电池负极材料(硅碳负极)
硅是目前人类至今为止发现的比容量(4200mAh/g)最高的锂离子电池负极材料,是一种最有潜力 的负极材料,但硅作为锂电池负极应用也有一些瓶颈。 第一个问题是硅在反应中会出现体积膨胀的问题,硅体积膨胀会导致以下结果: 1、颗粒粉化,循环性能差 2、活性物质与导电剂粘结剂接触差 第二个问题就是在硅表面的SEI膜是比较厚且不均匀的,受温度和添加剂的影响很大,会影响锂离子 电池中整个比能量的发挥。 从长期的基础研究来看,①通过硅粉纳米化;②硅碳包覆;等技术手段可以有效解决硅在锂电池负 极应用中遇到的问题。无论是纳米硅碳还是氧化亚硅碳,硅力求做到以下几点: 硅粒径:<20nm(理论上越小越好) 均匀度:标准偏差小于5nm 纯度:>99.95% 形貌:100%球形率
最具潜力的几种锂电池材料