一文了解锂电池正极材料

2021-05-28 16:40

来源： OFweek锂电网

正极材料是锂电池的核心材料，是决定电池性能的最关键因素。正极材料对电池产品最终的能量密度、电压、使用寿命以及安全性等有着直接影响，也是锂电池中成本最高的部分。

锂电池往往用正极材料命名，如三元锂电池，就是使用三元材料做正极的锂电池。

不同正极材料差距明显，适用领域也不一样。常见的正极材料可以分为钴酸锂（LCO）、锰酸锂（LMO）、磷酸铁锂（LFP）和三元材料（NCM）。

图：根据市场公开资料整理

钴酸锂是最早实现商业化的正极材料，其能量密度高于镍氢及铅酸等充电电池，最早体现出锂电池的发展潜力，但十分昂贵且循环寿命低，钴酸锂电池仅适用于3C电子产品。

锰酸锂虽成本低，但能量密度不佳，在早期的慢速电动车，如电瓶车等领域有一定用量，如今主要用于电动工具以及储能领域，少见于动力电池。

当前主要应用于电动车领域的，是三元材料以及磷酸铁锂两条技术路线。在2020年锂电池正极材料出货占比中，分列第一和第二。

三元材料的核心优势在于能量密度高。同体积、同质量下，续航时间较其它技术路线大幅领先。但其缺陷也非常明显：安全性差，受到冲击和处于高温环境时，起火点比较低。

磷酸铁锂则恰好与三元材料相反，能量密度与续航均表现一般，但安全性却十分优秀。其晶体结构为独特的橄榄石型，空间骨架结构不易发生形变，使其在高温环境下仍能保持稳定。三元材料在约150℃~250℃的条件下即会开始分解并放出氧气，导致电解质燃烧，相较之下磷酸铁锂的分解温度则在600℃左右，安全优势非常明显。

此外，磷酸铁锂电池的使用寿命也有巨大优势，其循环次数远超其它技术路线，这正应对电动汽车消费者的两个关键诉求：安全、耐用。