正極材料是決定鋰離子電池性能的關鍵材料之一,也是目前商業(yè)化鋰離子電池中重要的鋰離子來源,其性能和價袼對鋰離子電池的影響較大。

隨著鋰離子電池的不斷發(fā)展，應用領域也在逐漸的擴大，其在正極材料的使用方面已經(jīng)由單一化向多元化的方向轉變，其中包括：橄欖石型磷酸亞鐵鋰、層狀鈷酸鋰、尖晶石型錳酸鋰等等，實現(xiàn)多種材料的并存。

從技術發(fā)展方面能夠看出，在日后的發(fā)展中還會出現(xiàn)更多新型的正極材料。關于動力鋰電池的正極材料來說，其在成本費用、安全性能、循環(huán)能力以及能量密度等多個方面都具有較為嚴格的要求。

鋰離子電池正極材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能，其成本也直接決定電池成本高低。目前研制成功并得到應用的正極材料重要有鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料鎳鈷錳酸鋰(NCM)和鎳鈷鋁酸鋰(NCA)等。磷酸鐵鋰離子電池是目前廣受關注的正極材料之一，理論比容量為170mAh/g,實際比容量可達150mAh/g以上。

鋰離子負極材料

鋰離子電池負極材料重要影響鋰離子電池的首次效率、循環(huán)性能等。按鋰離子電池成本比例，負極材料占比鋰離子電池總成本的25%～28%。隨著技術的進步，目前的鋰離子電池負極材料已經(jīng)從單一的人造石墨發(fā)展到了天然石墨、中間相碳微球、人造石墨為主，軟碳/硬碳、無定形碳、鈦酸鋰、硅碳合金等多種負極材料共存的局面。

我國在鋰離子電池負極材料產(chǎn)業(yè)化方面具有一定的優(yōu)勢，國內(nèi)電池產(chǎn)業(yè)鏈從原料的開采、電極材料的生產(chǎn)、電池的制造和回收等環(huán)節(jié)比較齊整。

一、重要參數(shù)指標

鋰離子電池具有能量密度高、轉換效率高、循環(huán)壽命長、無記憶效應、無充放電延時、自放電率低、工作溫度范圍寬和環(huán)境友好等優(yōu)點，因而成為電能的一個比較理想的載體，在各個領域得到廣泛的應用。

一般而言，我們在使用鋰離子電池的時候，會關注一些技術指標，作為衡量其性能優(yōu)劣的重要因素。那么，什么指標是我們要在使用的時候，應該予以特別關注呢？

1.容量

這是大家比較關心的一個參數(shù)。智能手機早已普及，我們在使用智能手機的時候，最為擔心的就是電量不足，要頻繁充電，有時還找不到地方充電。早期的功能機，正常使用情況下，滿充的電池可以待機3~5天，一些產(chǎn)品甚至可以待機7天以上?？墒堑搅酥悄軝C時代，待機時間就顯得慘不忍睹了。這里面很重要的一個原因，就是手機的功耗越來越大，而電池的容量卻沒有同比例的上升。

容量的單位一般為mAh(毫安時)或Ah(安時)，在使用時又有額定容量和實際容量的差別。額定容量是指滿充的鋰離子電池在實驗室條件下(比較理想的溫濕度環(huán)境)，以某一特定的放電倍率(C-rate)放電到截止電壓時，所能夠供應的總的電量。實際容量一般都不等于額定容量，它與溫度、濕度、充放電倍率等直接相關。一般情況下，實際容量比額定容量偏小一些，有時甚至比額定容量小很多，比如北方的冬季，假如在室外使用手機，電池容量會迅速下降。

2.能量密度

能量密度，指的是單位體積或單位重量的電池，能夠存儲和釋放的電量，其單位有兩種：Wh/kg，Wh/L，分別代表重量比能量和體積比能量。這里的電量，是上面提到的容量(Ah)與工作電壓(V)的積分。在應用的時候，能量密度這個指標比容量更具有指導性意義。

基于當前的鋰離子電池技術，能夠達到的能量密度水平大約在100~200Wh/kg，這一數(shù)值還是比較低的，在許多場合都成為鋰離子電池應用的瓶頸。這一問題同樣出現(xiàn)在電動汽車領域，在體積和重量都受到嚴格限制的情況下，電池的能量密度決定了電動汽車的單次最大行駛里程，于是出現(xiàn)了里程焦慮癥這一特有的名詞。假如要使得電動汽車的單次行駛里程達到500公里(與傳統(tǒng)燃油車相當)，電池單體的能量密度必須達到300Wh/kg以上。

鋰離子電池能量密度的提升，是一個緩慢的過程，遠低于集成電路產(chǎn)業(yè)的摩爾定律，這就造成了電子產(chǎn)品的性能提升與電池的能量密度提升之間存在一個剪刀差，并且隨著時間不斷擴大。

3.充放電倍率

這個指標會影響鋰離子電池工作時的持續(xù)電流和峰值電流，其單位一般為C(C-rate的簡寫)，如1/10C，1/5C，1C，5C，10C等。舉個例子來闡述倍率指標的具體含義，某電池的額定容量是10Ah，假如其額定充放電倍率是1C，那么就意味著這個型號的電池，可以以10A的電流，進行反復的充放電，一直到充電或放電的截止電壓。假如其最大放電倍率是[email protected]，最大充電倍率[email protected]，那么該電池可以以100A的電流進行持續(xù)10秒的放電，以50A的電流進行持續(xù)10秒的充電。