有关磷酸铁锂离子电池与锰酸锂离子电池正极材料性能技术分析

磷酸铁锂离子电池正极材料性能技术分析

1、正极材料应有较高的氧化还原电位，从而使电池有较高的输出电压；

2、在锂离子嵌入/脱嵌过程中，正极材料的结构应尽可能不发生变化或小发生变化，以保证电池良好的循环性能；

3、正极的氧化还原电位在锂离子的嵌入/脱嵌过程中变化应尽可能小，使电池的电压不会发生显著变化，以保证电池平稳地充电和放电；

4、正极材料应有较高的电导率，能使电池大电流地充电和放电；

5、锂离子在电极材料中应有较大的扩散系数，便于锂离子电池快速充电和放电。

磷酸铁锂制备原料丰富、价格相比其他材料来说比较低廉、对环境友好，加上较好的循环性能和高安全性使得其率先在电动汽车上得到了应用。但是磷酸铁锂材料的导电性较差，振实密度较低，导致体积能量密度较低，限制了其进一步的应用。

锰酸锂离子电池正极材料性能技术分析

锰酸锂有尖晶石型和层状型，重要为尖晶石型锰酸锂。相较于钴酸锂，具有资源丰富、价格便宜、对环境污染小且安全性能优良等特点。然而，该电池尚存在初始比容量较低、高温下循环使用容量衰减较快的问题。尖晶石结构的锰酸锂理论容量为148mAhg-1左右，实际应用中容量为90-120mAhg-1，正常工作电压在3-4V，但是在3V的充放电范围内，Li+的嵌入和脱出反应可逆性差，尖晶石的结构很难保持完整性，循环性较差，而且在高温循环中，由于锰在电解液中的溶解和Jahn-Teller效应也导致材料的容量衰减严重。

主体元素成分分析因为元素含量高，假如采用常规的低含量杂质元素的分析方法，容易出现较大的误差。所以主体元素分析通常采用滴定法。研究的在大量干扰元素锰、钴存在的情况下，丁二酮肟沉淀-EDTA滴定法测定正极材料中镍的含量的方法。研究结果表明，该方法标准偏差小于0.054，变异系数小于0.20%，回收率在99.63%～100.5%之间。

关于锰酸锂正极材料，YS/T798-2012规定了镍钴锰酸锂首次放电比容量、首次充放电效率、平台容量比率及循环寿命的测试方法。