浅谈锂电池及其它技术路线

锂电池作为常见的二次电池之一，它的原理就是靠锂离子来实现正负极间的运动以达到充放电的目的。 与其它镍镉、镍氢、酸铅电池这类二次电池相比，锂电池的工作电压高、能量密度大、循环寿命长以及不受重金属污染等特点，在消费电子和电等方面有着广泛的应用，电动工具，机车启动电源，新能源汽车和储能。

锂电池包括正极材料，负极材料，隔膜，电解质以及电池外壳等几大部分。

正极材料是影响锂电池电化学性能最重要的因素之一，它直接关系到电池的能量密度及安全性等指标，对电池的综合性能有很大影响。  此外，因正极材料占锂电池材料成本比重高达30～40%,它的成本几乎直接决定着整个电池的成本，所以正极材料对锂电池起着决定性的影响，甚至可以说是直接主宰着锂电池产业。

锂电池通常根据正极材料体系的不同可分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料以及其他各种技术路线。

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钴酸锂

钴酸锂正极材料一般被认为是“第一代商品化”的锂电池正极材料，本发明电化学性能良好，加工性能优良，和比较大的比容量，广泛应用于小型充电电池领域。

然而钴酸锂材料具有成本高（主要是金属钴价格确实比较昂贵）、循环寿命短、安全性能较差等特点，已被近年来得到了广泛的应用三元正极材料逐步取代了一些的市场份额。 

而在超薄的电子产品中，得益于钴酸锂的体积能量密度较大、良好的倍率性能等优点尚不能被其他电池达到取代。 预计今后钴酸锂正极材料将朝着高压实性与以高安全性为目标的方向发展。

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锰酸锂

除了钴酸锂外，锰酸锂也是研究较早的一种锂电池正极材料，与钴酸锂相比较，它的特点是资源丰富、造价低廉、无污染、具有良好的安全性能和倍率性能的优势； 

但是它循环性能差、比容量小，尤其在高温循环性能方面，大大限制了它的应用。锰酸锂电池目前主要在物流运输车以及在意成本并且续航里程需求较小的微型乘用车中占据一定市场份额。

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磷酸铁锂

磷酸铁锂技术的问世，可以说是锂电池正极材料领域的重大突破，它价格便宜、对环境友好、安全性能强、结构稳定性和循环性能佳，使得它在市场上已经形成较为广阔的应用范围。 但是它也不是没有缺点，和其他锂电池相比，它的能量密度比较小以及低温性能差。

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三元材料

三元正极材料通常分子式是Li（NiaCobXc）O2，其中a+b+c=1，具体材料的名称，一般按三种元素相对含量来确定。

其中X在Mn的情况下，是指镍钴锰（NCM）三元材料；

当X为Al时，是指镍钴铝（NCA）三元材料。

三种元素比例的差异使三元正极材料具有不同的特性，以适应多样化应用需求。 镍钴锰三元材料集合了钴酸锂、镍酸锂，锰酸锂3类材料的优势，具有显着的三元协同效应。 与磷酸铁锂、锰酸锂相比，三元材料的能量密度更高、续航里程也更长，但就安全性而言比磷酸铁锂弱。

编辑：黄飞