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科普贴|为什么要使用磷酸铁锂作为锂电池正极材料



正极材料是锂电池的关键功能材料,是其电化学性能的决定性因素,对电池的能量密度及安全性能起主导作用,影响锂电池的综合性能。因此,锂电池的命名主要以正极材料的属性进行认定。

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同时,正极材料也是锂电池中成本占比最高的部分,降低锂电池成本的关键是降低正极材料成本。    

目前国内锂电池正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、三元和磷酸铁锂

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钴酸锂作为第一代商业化的锂电池正极材料,具有振实密度大、充放电稳定、工作电压高的优势,凭借较为简单的工艺流程,最先实现商业化生产。然而,钴酸锂的循环性能和安全性能较差,同时,其核心原材料钴的全球储量非常有限,且集中在非洲地区,当地政局动荡极大影响钴的稳定供应,导致钴价高企且波动较大,不利于正极厂商控制成本。

在钴酸锂之后,研究最早的就是锰酸锂正极材料。由于锰的诸量丰富,锰酸锂在原材料方面具有明显的成本优势。同时,具有倍率性能好、安全性能佳等优势。但其较低的能量密度、较差的循环性能,特别是高温循环性能不佳,限制了它的下游应用。

电池性能测试.jpg


三元正极材料因三种元素的不同配比,而产生不同的性能,满足了多样化的应用需求。三元正极材料具有电化学性能好、循环性能好、能量密度高等优势。但三元正极材料输出效率低,容量衰减快、寿命短,且安全性差,受到撞击和起火时起火点较低。

磷酸铁锂的出现是锂电池正极材料的一项重大突破,环境友好、安全性好、高温性能佳,使其形成了较广泛的市场应用。综合安全性及使用寿命,磷酸铁锂是工业后备电源场景最优选择。

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