锂离子电池正极材料现状及未来趋势详解

锂离子电池的安全性、可靠性问题是产业化过程中决议性的问题锂离子电池安全性问题是它本身内部的要素导致的。锂离子电池的构成资料首要有正极资料、负极资料、隔阂、电解液等，正极资料对安全性影响十分大。锂离子电池的结构决议了运用的资料与传统的干电池、一次电池是不相同的。锂离子电池是高容量、高电压、高能量密度的电池。高能量密度是因为高电压、高容量导致的，高电压就使得传统的电池技能无法运用；电解液运用的是一种非质子性的、非水溶液性质的耐高压的有机电解液，隔阂资料都是用的高分子资料，负极资料都是用的碳质的负极资料。这些物质在空气当中都是十分易燃的。这便是锂离子电池的安全性问题的一个最首要的原因。北京奥运会50辆运用盟固利锰酸锂离子电池的公交车圆满完成奥运使命后又在北京的市区内运转了两年多，一切都正常；上海世博会的更大规划的120辆电动汽车也按照咱们估计的正常在运转，没有出现安全性问题。电动公交车、出租车、普及到家庭用车便是时间的问题了。当然电池要做得更安全，因为内部的要素还没有完全消除去爆炸的要素，现在运转的时间和规划还不足以证明安全性问题都处理了。

各种正极资料未来开展方向构成锂离子电池的各式各样资料里边，正极资料是十分重要的。有关正极资料，钴酸锂是现在便携式电子产品电池首要用的资料、尖晶石结构的锰酸锂是咱们北京奥运、上海世博电动公交车上运用的正极资料，镍酸锂是高功率的资料，现在首要用到混合动力车、电动工具上的正极资料。这三种正极资料在过去的20年中，钴酸锂仍然起着重要的用途，今后的锰酸锂和镍酸锂会开展的比较快。还有一种正极资料磷酸亚铁锂，咱们没有把它作为一个开展的重点。对尖晶石锰酸锂和磷酸亚铁锂的特性做个比较：（１）电压。锰酸锂的充放电电压都比磷酸亚铁锂高多了，这是一个很重要的特性。未来电池开展的趋势便是做的更小更轻，怎么完成这一点，很重要的一点便是电压要高，电压高能量密度就高了。从能量密度方面考虑，锰酸锂、钴酸锂、镍酸锂的体积能量密度和重量能量密度都是有着明显的优势的。

低电压的资料不是一个开展的趋势。（2）低温功能。在低温情况下，在零下20度的时分，磷酸亚铁锂已经不能工作了，但锰酸锂仅有一些电压的下降，容量的衰减十分有限。磷酸亚铁锂在这两个特性方面的缺点就导致了未来不是动力轿车锂离子电池开展的重点。

决议未来锂离子二次电池的几点要素：价格、安全性、重量和体积未来锂离子二次电池的开展要求更廉价更能够被顾客承受的价格，才会有更好的市场前景；在电动轿车上运用的电池是不允许出现安全性问题的；未来动力锂离子电池重量和体积要向更小更轻开展。

2、未来的电池走向：一个是纯电动汽车的电池叫做高容量的电池，一是混合电动汽车用的电池叫做高功率的电池。这两个是小型锂电之外未来开展最快的电池。

与多元资料电池比较，磷酸亚铁锂离子电池无法处理大电流充放电问题，因而在混合动力轿车应用存在劣势。

未来关注的几点技能意向

1、开发更高电压的尖晶石锰酸锂资料。4.5伏以上的尖晶石资料作为第2代资料会在以后推出。

2、负极资料也是很重要的。从理论上讲，锂金属作为负极资料具有最高的容量密度，但是锂金属还有必定的缺点，现在还无法用到锂离子电池上去。现在都是用碳做负极资料，容量只有锂金属的十分之一，假如过渡到锂金属的负极资料，负极资料的容量就能够提高10倍，未来电池就能够做得更小更轻。咱们现在做出来的负极资料，容量远远高于现在的碳，稳定性也很好。

3、电池技能。锂离子电池从商业化应用到今天，技能没有发生太大的改变，传统的思路导致了电池很难在容量上有更大的突破。新的思路能够采用非化学的其它的思路做电池极片。非传统技能做电池极片，能够做到现在的1/3甚至更薄的厚度，质量更小，就为大幅度提高容量密度铺平道路。一种新式的氧化物负极高功率电池充放电10万次都不会有问题。钛酸锂负极资料十分有开展前景。