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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划锂电池正极材料种类(共8篇)锂电池几种正极材料的优缺点锂离子电池的性能主要取决于所用电池内部材料的结构和性能。这些电池内部材料包括负极材料、电解质、隔膜和正极材料等。其中正、负极材料的选择和质量直接决定锂离子电池的性能与价格。因此廉价、高性能的正、负极材料的研究一直是锂离子电池行业发展的重点。负极材料一般选用碳材料，目前的发展比较成熟。而正极材料的开发已经成为制约锂离子电池性能进一步提高、价格进一步降低的重要因素。在目前的商业化生产的锂离子电池中，正极材料的成本大约占整个电池成本的4
2、0左右，正极材料价格的降低直接决定着锂离子电池价格的降低。对锂离子动力电池尤其如此。比如一块手机用的小型锂离子电池大约只需要5克左右的正极材料，而驱动一辆公共汽车用的锂离子动力电池可能需要高达500千克的正极材料。衡量锂离子电池正极材料的好坏，大致可以从以下几个方面进行评估：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；锂离子能够在正极材料中大量的可逆地嵌入和脱嵌，以使电池有高的容量；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；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
3、平稳地充电和放电；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；正极不与电解质等发生化学反应；锂离子在电极材料中应有较大的扩散系数，便于电池快速充电和放电；价格便宜，对环境无污染。锂离子电池正极材料一般都是锂的氧化物。研究得比较多的有LiCoO2，LiNiO2，LiMn2O4，LiFePO4和钒的氧化物等。导电聚合物正极材料也引起了人们的极大兴趣。1、LiCoO2在目前商业化的锂离子电池中基本上选用层状结构的LiCoO2作为正极材料。其理论容量为274mAh/g，实际容量为140mAh/g左右，也有报道实际容量已达155mAh/g。该正极材料的主要优点为：工作电压较高、充放电电压平稳，
4、适合大电流充放电，比能量高、循环性能好，电导率高，生产工艺简单、容易制备等。主要缺点为：价格昂贵，抗过充电性较差，循环性能有待进一步提高。2、LiNiO2用于锂离子电池正极材料的LiNiO2具有与LiCoO2类似的层状结构。其理论容量为274mAh/g，实际容量已达190mAh/g210mAh/g。工作电压范围为。该正极材料的主要优点为：自放电率低，无污染，与多种电解质有着良好的相容性，与LiCoO2相比价格便宜等。但LiNiO2具有致命的缺点：LiNiO2的制备条件非常苛刻，这给LiNiO2的商业化生产带来相当大的困难；LiNiO2的热稳定性差，在同等条件下与LiCoO2和LiMn2O4正极
5、材料相比，LiNiO2的热分解温度最低，且放热量最多，这对电池带来很大的安全隐患；LiNiO2在充放电过程中容易发生结构变化，使电池的循环性能变差。这些缺点使得LiNiO2作为锂离子电池的正极材料还有一段相当的路要走。3、LiMn2O4用于锂离子电池正极材料的LiMn2O4具有尖晶石结构。其理论容量为148mAh/g，实际容量为90120mAh/g。工作电压范围为34V。该正极材料的主要优点为：锰资源丰富、价格便宜，安全性高，比较容易制备。缺点是理论容量不高；材料在电解质中会缓慢溶解，即与电解质的相容性不太好；在深度充放电的过程中，材料容易发生晶格崎变，造成电池容量迅速衰减，特别是在较高温度下
6、使用时更是如此。为了克服以上缺点，近年新发展起来了一种层状结构的三价锰氧化物LiMnO2。该正极材料的理论容量为286mAh/g，实际容量为已达200mAh/g左右。工作电压范围为3。虽然与尖晶石结构的LiMn2O4相比，LiMnO2在理论容量和实际容量两个方面都有较大幅度的提高，但仍然存在充放电过程中结构不稳定性问题。在充放电过程中晶体结构在层状结构与尖晶石结构之间反复变化，从而引起电极体积的反复膨胀和收缩，导致电池循环性能变坏。而且LiMnO2也存在较高工作温度下的溶解问题。解决这些问题的办法是对LiMnO2进行掺杂和表面修饰。目前已经取得可喜进展。4、LiFePO4该材料具有橄榄石晶体结
7、构，是近年来研究的热门锂离子电池正极材料之一。其理论容量为170mAh/g，在没有掺杂改性时其实际容量已高达110mAh/g。通过对LiFePO4进行表面修饰，其实际容量可高达165mAh/g，已经非常接近理论容量。工作电压范围为左右。与以上介绍的正极材料相比，LiFePO4具有高稳定性、更安全可*、更环保并且价格低廉。LiFePO4的主要缺点是理论容量不高，室温电导率低。基于以上原因，LiFePO4在大型锂离子电池方面有非常好的应用前景。但要在整个锂离子电池领域显示出强大的市场竞争力，LiFePO4却面临以下不利因素：来自LiMn2O4、LiMnO2、LiNiMO2正极材料的低成本竞争；在不
8、同的应用领域人们可能会优先选择更适合的特定电池材料；LiFePO4的电池容量不高；在高技术领域人们更关注的可能不是成本而是性能，如应用于手机与笔记本电脑；LiFePO4急需提高其在1C速度下深度放电时的导电能力，以此提高其比容量。在安全性方面，LiCoO2代表着目前工业界的安全标准，而且LiNiO2的安全性也已经有了大幅度的提高，只有LiFePO4表现出更高的安全性能，尤其是在电动汽车等方面的应用，才能保证其在安全方面的充分竞争优势。下表对不同锂离子电池正极材料的性能进行了比较。几种材料所产生的电池性能对比如下尽管从理论上能够用作锂离子电池正极材料种类很多，但目前在商业化生产的锂离子电池中最广
9、泛使用的正极材料仍然是LiCoO2。层状结构的LiNiO2虽然比LiCoO2具有更高的比容量，但由于它的热分解反应导致的结构变化和安全性问题，使得直接应用LiNiO2作为正极材料还有相当的距离。但用Co部分取代Ni获得安全性较高的LiNi1-xCoxO2来作为正极材料可能是将来一个重要的发展方向。尖晶石结构的LiMn2O4和层状结构的LiMnO2由于原材料资源丰富、价格优势明显、安全性能高而被认为是极具市场竞争力的正极候选材料之一。但其存在的充放电过程中结构不稳定性问题将是将来的重要研究课题。具有橄榄石结构的LiFePO4目前的实际放电容量已达理论容量的95左右，并且具有价格便宜、安全性高、结
10、构稳定、无环境污染等优点，被认为是大型锂离子电池中极有理想的正极材料。锂电池正极材料-生产磷酸铁锂的上市公司一览磷酸铁锂是一种新型锂离子电池电极材料。目前全球已经有很多厂家开始了工业化生产，国外美国Valence公司和A123，国内天津斯特兰，北大先行等。其特点是放电容量大，价格低廉，无毒性，不造成环境污染。世界各国正竞相实现产业化生产。锂离子电池的性能主要取决于正负极材料，磷酸铁锂作为锂离子电池的正极材料是近几年才出现的事，国内开发出大容量磷酸铁锂电池是XX年7月。其安全性能与循环寿命是其它材料所无法相比的，这些也正是动力电池最重要的技术指标。1C充放循环寿命达XX次。单节电池过充电压30V
11、不燃烧，穿刺不爆炸。磷酸铁锂正极材料做出大容量锂离子电池更易串联使用。以满足电动车频繁充放电的需要。具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜，寿命长等优点，是新一代锂离子电池的理想正极材料。相关上市公司有：磷酸铁锂生产的上市公司1、杉杉股份：湖南杉杉新材料有限公司，控股75。主要生产锂离子电池正极材料，是中国国内发展最快、规模最大的锂离子电池正极材料制造商。拥有年产5000吨锂电正极材料的生产规模，钴酸锂年生产能力为4000吨，锰酸锂500吨。目前产品有钴酸锂、锰酸锂、镍钴二元系、镍钴锰三元系、磷酸铁锂等。XX年钴酸锂占国内市场份额的40%以上，稳稳占据全国第一、世界第三的锂离子
12、电池正极材料生产商地位。长沙杉杉动力电池有限公司，控股82。主要生产锂离子动力电池。目前有钢壳液态锂离子电池、聚合物锂离子电池等几十种动力电池产品。产品材料体系有锰酸锂系列、磷酸亚铁锂系列、三元体系电池。2、中国宝安：在锂电池正负极材料上拥有绝对的行业话语权。主要通过2家控股子公司进行。控股55的贝特瑞公司是国内唯一的锂电池碳负极材料标准制定者；也是国内唯一的锂电池磷酸铁锂正极材料标准制定者，贝特瑞公司，控股55%。是锂电池碳负极材料和磷酸铁锂正极材料的龙头。锂电池碳负极材料国内第一，市占率80%，全球第二；磷酸铁锂正极材料国内第一，目前全球第三。贝特瑞09年碳负极材料产能是6000吨/年，磷
13、酸铁锂正极材料产能是1500吨/年。天骄公司，控股75%。主营的三元正极材料，08年销量居国内第一，市场占有率30-40%。08年三元正极材料产量805吨，销量665吨；09年保守产能是1400吨，负极材料钛酸锂180吨，正极材料磷酸铁锂09年6月达产，年产能是150吨。3、金瑞科技：正极材料是锂离子电池中成本最高的部分。钴酸锂是目前唯一已经大规模产业化并广泛应用于商品锂离子电池的正极材料。公司子公司长远锂科是专业生产钴酸锂的高新技术企业。05年钴酸锂年产量达1500吨，其中采用具有自主知识产权的湿法新技术生产的球状钴酸锂为1000吨。08年金瑞科技开展了磷酸亚铁锂制备技术和镍钴锰酸锂三元材料
14、的研究。新型锂离子正极材料镍钴锰酸锂其比容量比钴酸锂高出30%以上。4、上海普天：上海普天控股股东中国普天信息产业集团日前与上海市政府签署战略合作框架协议，中国普天将进一步加大对上海的资金和产业投入，从战略角度积极发展新能源产业。而上海普天有望抓住机遇迎来新的大发展。据了解，中国普天将在上海重点建设磷酸铁锂电池正极材料、动力电池管理系统产业化基地。上海市则将向中国普天提供包括动力电池市场、资金、政策在内的发展机会，支持中国普天生产新能源汽车关键零部件产品及新能源动力系统产品。5、咸阳偏转：公司控股的子公司“咸阳威力克能源有限公司”，是一家开发、制造与销售锂离子电池为一体的高科技产业公司。年产各
15、类锂离子电池XX万只。产品种类有：小型数码产品的用的系列锂离子电池；锰酸锂系列动力电池；磷酸铁锂系列小功率电池；用于电动汽车领域的磷酸铁锂系列大功率电池。XX年8月，单体120Ah磷酸铁锂电池开发成功，并成功使用到奥运大巴车。6、横店东磁：作为国内磁材料的核心企业，有可能进入混合动力汽车的配套领域。预期随着国内混合动力汽车产业化过进程的推进，公司有可能成为上游主要供应商。为完善公司产业构成，公司于XX开始研发锂电池的正极材料-磷酸铁锂。与其他锂电池材料相比，磷酸铁锂具有超长寿命、使用安全、快速充放电、耐高温、大容量、无记忆效应、体积小、重量轻、绿色环保等特点，是目前车用动力蓄电池最被看好的材料
16、体系之一。7、澄星股份：公司拟出资1876万元成立江阴天澄新能源科技有限公司，开始进军磷酸铁锂材料及电池领域。天澄新能源注册资本6700万元，澄星股份占有28%股权。另外，江阴奔路投资有限公司占其注册资本的30%，还有两位自然人各占21%股权，其中两位自然人均为百泽(常州)新能源科技有限公司的实际控制人。百泽(常州)新能源是常州的一家外商独资企业，其主要业务集中在磷酸铁锂动力电池材料及磷酸铁锂动力电池的生产，锂离子动力电池自动化生产设备及零配件的生产和销售。天澄新能源成立后，将购买百泽(常州)新能源拥有的三项专有技术所有权。澄星股份相关人士透露，天澄新能源以打造国内一流磷酸铁锂大型动力电池生产企业为目标。8、六国化
