三元正極材料  18650 HE4 2500毫安 20A 3.7V 動(dòng)力型鋰離子電池足容足量

鈷酸鋰電池，是指用鈷酸鋰為正極材料的鋰離子電池，主要為電子產(chǎn)品和數(shù)碼設(shè)備提供能量，是較早商業(yè)化的一款電池；三元鋰電池，是指以鎳鈷錳鋰或鎳錳鋁鋰材料為正極的鋰離子電池，主要用在新能源汽車、電動(dòng)工具等大型電器設(shè)備上，是目前較為流行的一款電池。

除了上面的定義和用途不同外，鈷酸鋰電池與三元鋰電池在續(xù)航、安全性、經(jīng)濟(jì)等方面也存有一定差異。

續(xù)航性能方面，由于三元鋰電池性能是鈷酸鋰、錳酸鋰以及鎳酸鋰三者的綜合，所以整個(gè)系統(tǒng)的能量密度會(huì)比鈷酸鋰還高。

安全方面，三元鋰電池的安全性能同樣會(huì)比鈷酸鋰的優(yōu)越。

經(jīng)濟(jì)方面，鈷是一種貴重金屬元素，鈷酸鋰電池用鈷的含量會(huì)比三元鋰電池的用鈷量還多，再加上三元材料為了減少鈷用量，明顯提高了鎳與錳用量，這樣使得三元材料的生產(chǎn)成本比鈷酸鋰的低。

整體來說，三元鋰電池的性價(jià)比比鈷酸鋰電池的高很多。那三元鋰電池為什么還不能完全取代鈷酸鋰電池呢？這主要是三元材料從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化的較為坎坷。

鈷酸鋰由于具有生產(chǎn)工藝簡單和電化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，最先實(shí)現(xiàn)商品化，具有放電電壓高、充放電電壓平穩(wěn)、比能量高等優(yōu)點(diǎn)，在小型消費(fèi)品電池領(lǐng)域中具有重要應(yīng)用，由于消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場的迅速發(fā)展，鈷酸鋰是鋰電池正極材料中銷售量占比最大的材料，但其成本高，且不利于環(huán)保，比容量利用率低，鋰電池組壽命短，安全性差。

三元材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三類材料的優(yōu)點(diǎn)，具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，但其應(yīng)用受到鈷價(jià)格的影響，當(dāng)鈷價(jià)格處于高位時(shí)，三元材料價(jià)格較鈷酸鋰低，具有較強(qiáng)的市場競爭力；但當(dāng)鈷價(jià)格處于低位時(shí)，三元材料相較于鈷酸鋰的優(yōu)勢(shì)就大大減小。目前，鈷酸鋰材料存在被三元材料替代的發(fā)展大趨勢(shì)。

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硅負(fù)極和碳復(fù)合材料具有互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)，體積膨脹顯著改善。碳負(fù)極材料具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性和優(yōu)異的導(dǎo)電性，鋰離子對(duì)其層間距沒有明顯影響，能在一定程度上緩沖和適應(yīng)硅的體積膨脹；此外，硅和碳化學(xué)性質(zhì)相似，結(jié)合緊密，因此碳通常被用作硅復(fù)合材料的首選基質(zhì)。在硅碳復(fù)合體系中，硅顆粒作為一種活性物質(zhì)，提供鋰儲(chǔ)存容量；碳不僅可以緩沖硅負(fù)極在充放電過程中的體積變化，而且可以提高硅材料的導(dǎo)電性，而且可以避免硅碳顆粒在充放電循環(huán)中的團(tuán)聚。因此，硅碳復(fù)合材料綜合吸收了兩者的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在鋰電池中表現(xiàn)出高質(zhì)量比容量和長循環(huán)壽命，取代石墨成為新一代鋰離子電池負(fù)極材料。

硅碳和硅氧是主要路線，技術(shù)創(chuàng)新即將到來，

硅碳復(fù)合材料和硅氧復(fù)合材料是硅基負(fù)極的主要技術(shù)路線。目前，硅基材料的主要發(fā)展方向是硅碳復(fù)合材料和硅氧復(fù)合材料。硅碳復(fù)合材料是指納米硅與石墨材料的混合，硅氧復(fù)合材料是通過高溫氣象沉淀硅和二氧化硅（SiO2)使硅納米顆粒(2)~5nm）均勻分散在二氧化硅介質(zhì)中，產(chǎn)生氧化硅（SiO），然后與碳復(fù)合。氧化硅材料不僅能充分發(fā)揮硅的高容量優(yōu)勢(shì)，還能抑制硅的體積變化。硅氧負(fù)極具有良好的綜合性能，是下一代高比能硅基負(fù)極材料的選擇。硅氧負(fù)極Li+在SiO擴(kuò)散速度更高，倍率性能更好；同時(shí)，鋰嵌入過程中的體積膨脹也明顯小于硅碳負(fù)極，循環(huán)壽命更長。近年來，通過材料制造商的努力，硅氧負(fù)極的首次效率顯著提高，其更好的綜合性能為硅基負(fù)極未來的發(fā)展指明了方向。

制備方法:先采用機(jī)械球磨法，但尚未形成標(biāo)準(zhǔn)化方法。硅基負(fù)極生產(chǎn)技術(shù)可分為機(jī)械球磨法、化學(xué)氣相沉積法、高溫?zé)峤夥ê腿苣z凝膠法。其中，機(jī)械球磨法對(duì)設(shè)備要求簡單，制造成本低，廣泛應(yīng)用于工業(yè)量產(chǎn)。球磨可以促進(jìn)原料顆粒的均勻混合，獲得較小的粒徑，顆粒之間的間隙也有利于提高電池的循環(huán)性能。