自鋰電池被發明以來，由于其作為新能源儲能電源的理想電池，一直為電池行業研究的重點，發展到如今，鋰電池正極材料有哪些呢？主要有LCo（鈷酸鋰）、LMO（錳酸鋰）、NCM（三元系）、NCA（二元系）、LFP（磷酸鐵鋰）。下面就介紹一下它們各自的特性：

1、鋰電(dian)池正極材料：LCo（鉆酸鋰）

（1）鈷酸鋰的優勢：

1）電化學性能優越(yue)：每循環一(yi)周期容(rong)(rong)量平均(jun)衰減<0.05%，首次放電比容(rong)(rong)量&gt;135mAh/g，

3.6V初次放電平臺比率>85%。

2）加工性能優異。

3）振實密度大，有助于提高電池體積比容量。

4）產品(pin)性能穩定(ding)，一致性好(hao)。

5）工作電壓(ya)高、放電平(ping)穩、比能量高、循(xun)環性能好等優點。

6）適合大流量放電和鋰(li)離(li)子的嵌入和脫出(chu)，在鋰(li)離(li)子電池中得到率先(xian)使用。

（2）鈷酸鋰的缺點(dian)：

1）LiCo02的實際容量約(yue)為140mA穐(qiu)(qiu)/g，只(zhi)有(you)理論容量（274mA穐(qiu)(qiu)/g）的約(yue)50%。

2）且(qie)在反復的充放電過程中，因鋰離(li)子的反復嵌入(ru)和脫出，使活性物質的結構在多(duo)次收縮和膨脹后(hou)發生改變，導致LiCo02內阻增大，容量減小。

2、鋰電池正極材料(liao)：LMO（錳酸(suan)鋰）

用于鋰(li)離子電池正(zheng)極材料的(de)LiMn204具有尖晶石結構。其理論(lun)容量(liang)為148mAh/g，實際容量(liang)為90~

120mAh/g。工作電(dian)壓范(fan)圍(wei)為(wei)3~4V。該(gai)正極(ji)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)主要優點為(wei)：錳資源豐富、價格(ge)便宜，安全性高(gao)，比較容(rong)易制備。缺點是理(li)論容(rong)量不高(gao)；材(cai)料(liao)在(zai)(zai)電(dian)解(jie)質中(zhong)(zhong)會緩慢溶解(jie)，即與(yu)電(dian)解(jie)質的(de)(de)(de)相容(rong)性不太好；在(zai)(zai)深度(du)充放(fang)電(dian)的(de)(de)(de)過程中(zhong)(zhong)，材(cai)料(liao)容(rong)易發(fa)生(sheng)晶(jing)(jing)格(ge)崎變(bian)，造成(cheng)電(dian)池(chi)容(rong)量迅速(su)衰減，特別(bie)是在(zai)(zai)較高(gao)溫度(du)下使用時更是如此(ci)。為(wei)了(le)(le)克服(fu)以上缺點，近年新發(fa)展起(qi)來了(le)(le)一種層狀(zhuang)結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)三價錳氧(yang)化物LiMnO2。該(gai)正極(ji)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)理(li)論容(rong)量為(wei)286 mAh/g，實際容(rong)量為(wei)已達(da)200mAh/g左右(you)。工作電(dian)壓范(fan)圍(wei)為(wei)3~4.5V。雖然與(yu)尖(jian)晶(jing)(jing)石結(jie)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)LiMn204相比，LiMnO2在(zai)(zai)理(li)論容(rong)量和實際容(rong)量兩個方面(mian)都(dou)有較大幅(fu)度(du)的(de)(de)(de)提高(gao)，但(dan)仍然存在(zai)(zai)充放(fang)電(dian)過程中(zhong)(zhong)結(jie)構(gou)(gou)不穩(wen)定性問題。在(zai)(zai)充放(fang)電(dian)過程中(zhong)(zhong)晶(jing)(jing)體結(jie)構(gou)(gou)在(zai)(zai)層狀(zhuang)結(jie)構(gou)(gou)與(yu)尖(jian)晶(jing)(jing)石結(jie)構(gou)(gou)之間反復變(bian)化，從而引起(qi)電(dian)極(ji)體積的(de)(de)(de)反復膨脹和收縮，導(dao)致電(dian)池(chi)循環(huan)性能變(bian)壞。而且LiMnO2也(ye)存在(zai)(zai)較高(gao)工作溫度(du)下的(de)(de)(de)溶解(jie)問題。解(jie)決這些問題的(de)(de)(de)辦法是對LiMnO2進行摻(chan)雜和表面(mian)修飾。

3、鋰電池正極材料(liao)：NCM（三(san)元系）

NCM是(shi)(shi)指正(zheng)極(ji)材(cai)料由鎳(nie)鉆錳(meng)三種材(cai)料由一定比(bi)例組合而成，每個字(zi)(zi)母(mu)對應的(de)(de)(de)都是(shi)(shi)相關元(yuan)(yuan)素(su)的(de)(de)(de)化學首(shou)字(zi)(zi)母(mu)。一個基礎事實是(shi)(shi)，隨(sui)著(zhu)鎳(nie)元(yuan)(yuan)素(su)含量(liang)(liang)的(de)(de)(de)升高(gao)(gao)，三元(yuan)(yuan)正(zheng)極(ji)材(cai)料的(de)(de)(de)比(bi)容量(liang)(liang)逐漸升高(gao)(gao)，電(dian)芯的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)密(mi)度也會(hui)隨(sui)之提高(gao)(gao)。因此，在(zai)(zai)NCM電(dian)池中，按照三者(zhe)含量(liang)(liang)不同，NCM材(cai)料可分為NCM111、NCM523、NCM622、NCM811等，其中后(hou)面(mian)的(de)(de)(de)數字(zi)(zi)代表的(de)(de)(de)就是(shi)(shi)三者(zhe)的(de)(de)(de)比(bi)例。在(zai)(zai)對續航里程要(yao)求越來(lai)(lai)越高(gao)(gao)的(de)(de)(de)需求下，電(dian)池的(de)(de)(de)比(bi)能(neng)量(liang)(liang)需要(yao)更高(gao)(gao)，再加上(shang)作為稀有金(jin)屬的(de)(de)(de)鉆價格(ge)不斷上(shang)漲之下，高(gao)(gao)鎳(nie)體系的(de)(de)(de)NCM811將成為未來(lai)(lai)重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)發展(zhan)方(fang)向。

NCM優(you)點：比容量(liang)高(gao)、循環壽命長、安(an)全性(xing)能好、價格(ge)低廉

NCM缺點(dian)：

1.材料(liao)的首次充放電效率低.

2.鋰(li)層中陽離(li)子的混排，對材料的首(shou)次充(chong)放(fang)電效(xiao)率及循環穩定性都(dou)有影響.

3.材料的放電電壓平臺較LiCo0。低，有(you)待提高.

離子摻雜改性(xing)

鋰離(li)子電(dian)池的(de)輸出功率與材料中的(de)電(dian)子電(dian)導及(ji)鋰離(li)子的(de)離(li)子電(dian)導都有直接關系，所以以不同手段提高電(dian)子電(dian)導及(ji)離(li)子電(dian)導是提高材料的(de)關鍵。

陽離子(zi)等(deng)價(jia)態摻(chan)雜：等(deng)價(jia)態摻(chan)雜后不(bu)會改變原來(lai)材(cai)料中原子(zi)的化合價(jia)，但是一(yi)般可以穩(wen)定材(cai)料結構，擴(kuo)展離子(zi)通(tong)道，提高材(cai)料的離子(zi)電(dian)導率。

陽(yang)離(li)子(zi)不等價(jia)態(tai)摻雜：摻雜價(jia)態(tai)更低(di)的離(li)子(zi)會導致過度元素的價(jia)態(tai)升高(gao)，即產生(sheng)空(kong)穴(xue)，改變材(cai)料的能帶(dai)結(jie)構，大幅提高(gao)材(cai)料的電子(zi)電導。

陰離(li)子摻(chan)雜(za)技術：陰離(li)子摻(chan)雜(za)多見于F-取(qu)代02，通過氟離(li)子體相摻(chan)雜(za)可以使材料的(de)結晶度(du)更好，從而增加(jia)材料的(de)穩定性。

表(biao)面包覆改(gai)性

用金(jin)屬氧化物（A13O3，ZnO，ZrO，等）修(xiu)飾(shi)三元材料(liao)表(biao)面，使(shi)材料(liao)與電解(jie)液機械分(fen)開，減少(shao)材料(liao)與電解(jie)液副反應，抑制金(jin)屬離子的溶解(jie)，優(you)化材料(liao)的循(xun)環性能。

同(tong)時表面包覆還(huan)可(ke)以減少材(cai)料在反復充放電過程中材(cai)料結構的坍塌，對材(cai)料的循環性能是有(you)益的。

4、鋰電池(chi)正(zheng)極(ji)材料：NCA（二元系）

由于NCA材料的(de)技術壁壘高，目前產(chan)(chan)能(neng)主要(yao)集(ji)中在日韓(han)，我國量(liang)(liang)產(chan)(chan)較(jiao)少。主要(yao)供應商(shang)有(you)住友金(jin)屬（Sumitomo）、日本化學產(chan)(chan)業株(zhu)式會(hui)社和戶(hu)田化學（Toda），韓(han)國的(de)Ecopro和GSEM也有(you)少量(liang)(liang)產(chan)(chan)品銷售。

NCA電池在(zai)中國還未能(neng)大量生產(chan)，主要的難點(dian)在(zai)于：

（1）高鎳(nie)材料荷電(dian)狀態下的(de)熱(re)穩定性(xing)較差(cha)，導致電(dian)池的(de)安全性(xing)下降，使(shi)(shi)得電(dian)池生(sheng)產企業和終端(duan)產品(pin)用(yong)戶對NCA電(dian)池的(de)安全性(xing)心存顧慮，需(xu)要從電(dian)芯(xin)設(she)(she)計(ji)、電(dian)源系(xi)統(tong)設(she)(she)計(ji)、電(dian)源使(shi)(shi)用(yong)等(deng)環(huan)節(jie)進行系(xi)統(tong)可靠的(de)安全設(she)(she)計(ji)。

（2）充放電(dian)過程存在嚴重的產(chan)氣，這會導(dao)致電(dian)池(chi)鼓脹變形(xing)，循環及(ji)擱置壽命下降(jiang)，電(dian)池(chi)存在安全隱患(huan)，所以通(tong)常采用(yong)耐(nai)壓的圓柱電(dian)池(chi)殼制作NCA電(dian)池(chi)，降(jiang)低(di)了產(chan)氣量以控制電(dian)池(chi)鼓脹變形(xing)問題。

（3）NCA要求在(zai)電池生產全(quan)過(guo)程(cheng)均要控制(zhi)濕度在(zai)10%以下，而(er)其他材料目(mu)前只需注液工序對濕度進(jin)行嚴格控制(zhi)。這對國內(nei)企(qi)業形成了(le)很大的挑戰。

5、鋰電池正極材料(liao)：LFP（磷酸鐵(tie)鋰）

LFP有如下優點(dian)：

（1）氧離子與P⁵⁺通過強的共價鍵結合形成（PO）₄³⁺，即便是在全充態，O原子也很難脫出，提高了材料的穩定性和安全性；

（2）LFP在小電流充放電下實際比容量可以達到140mAh.g^–1以上，并且結構不被破壞，與LiCoO₂的比容量相當；

（3）安全性(xing)能好(hao)；

（4）循環性能好（在(zai)100%DOD條(tiao)件下，可以充放(fang)電2000次以上(shang)）；

（5）耐過充性能好，有利于電池組合使用；

（6）原料來源豐富、價(jia)廉；

（7）環(huan)境友好，不含任何(he)對人(ren)體有害(hai)的重金屬元素(su)；

（8）熱穩(wen)定性好；

磷(lin)酸鐵鋰的缺點：

（1）電(dian)子導電(dian)率低

（2）離子擴(kuo)散(san)系數低

（3）振(zhen)實密度不高(gao)

（4）合(he)成成本略高