3、錳酸鋰
與鈷酸鋰和鎳酸鋰相比，錳酸鋰具有安全性好、耐過充性好、原料錳的資源豐富、價格低廉及無毒性等優(yōu)點，是很有發(fā)展前途的一種正極材料。層狀錳酸鋰用作鋰離子電池正極材料的缺點是雖然容量很高，但在高溫下不穩(wěn)定，而且在充放電過程中易向尖晶石結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，導致容量衰減過快。錳酸鋰在中國市場的使用還主要定位在小型電池領(lǐng)域，無法應(yīng)用于高端領(lǐng)域，更不能完全取代鈷酸鋰材料在小型鋰電的地位。經(jīng)過多年的研究，錳酸鋰材料的性能得到了較大的改善，2007-2008年，國內(nèi)已有多數(shù)企業(yè)已經(jīng)開始穩(wěn)定批量地使用錳酸鋰，錳酸鋰主要與鈷酸鋰摻混使用于低端的鋼殼電池上，或者單獨用于動力電池。目前國內(nèi)錳酸鋰企業(yè)包括大型的正極材料生產(chǎn)企業(yè)都在積極的開發(fā)高溫循環(huán)改善的錳酸鋰材料。
4、磷酸鐵鋰
隨著動力電池的發(fā)展，國內(nèi)廠家大多傾向于采用磷酸鐵鋰材料。它是一類新型的鋰離子電池用正極材料。該類材料具有高的能量密度、低廉的價格、優(yōu)異的安全性等特點，特別適用于動力電池。它的出現(xiàn)是鋰離子電池材料的一項重大突破，現(xiàn)已成為各國競相研究的熱點。目前磷酸鐵鋰被認為是最有發(fā)展前途的動力電池正極材料。目前國內(nèi)實現(xiàn)磷酸鐵鋰批量生產(chǎn)的企業(yè)有60多家，年產(chǎn)能3800噸。由于磷酸鐵鋰生產(chǎn)技術(shù)門檻很高，大多數(shù)生產(chǎn)廠商在批量生產(chǎn)時產(chǎn)品的穩(wěn)定性難以保證。它的缺點是電阻率較大，電極材料利用率低。因此研究工作主要集中在解決其導電率問題上。此外磷酸鐵鋰的專利問題也是其產(chǎn)業(yè)過程中的一個需要解決的問題。
表格1： 常見鋰電池正極材料的性能比較
數(shù)據(jù)來源：中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會、立本研究，2014
鈷酸鋰由于加工性能好，密度高，比容量相對較高，材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，循環(huán)性能好，材料的電壓平臺較高且比較穩(wěn)定，是最成熟，也是唯一商業(yè)化的正極材料，在短時間內(nèi)，特別是在通訊電池領(lǐng)域還有不可取代的優(yōu)勢。但價格昂貴、資源緊缺、安全性差等缺陷使得其必然在5到10年內(nèi)遭受被取代命運。但如果鈷酸鋰材料在容量和安全性上有所突破的話，其商業(yè)壽命可能會得到延續(xù)。最近3-5年內(nèi)，鈷酸鋰的主導地位將會被逐漸弱化，可能出現(xiàn)鈷酸鋰和鎳鈷錳三元材料共存的現(xiàn)象，5年后，可能是鎳鈷錳三元材料獨霸的時代。因為早在2007-2008年，國內(nèi)已有許多企業(yè)在鋁殼電池中批量摻混使用三元材料，摻混比例達到20-30%左右。隨著筆記本電腦對柱型電池需求的持續(xù)增長，國內(nèi)部分企業(yè)已經(jīng)開始批量使用三元材料來生產(chǎn)2.0-2.2AH的第2代18650柱型電池。在動力電池市場方面，華東地區(qū)已有不少企業(yè)開始使用三元材料應(yīng)用于電動工具用的18650柱型電池上。
在動力電池領(lǐng)域，由于鈷酸鋰的安全問題和高昂的價格，使其一直在動力電池門外徘徊，始終沒有完全進入動力電池領(lǐng)域。磷酸鐵鋰和一般鋰電池雖然同屬綠色環(huán)保電池，但是磷酸鐵鋰電池沒有過熱或爆炸等安全性顧慮，再加上其循環(huán)壽命是一般鋰電池的4-5倍，高于一般鋰電池8-10倍高放電功率(可瞬間產(chǎn)生大電流)，加上同樣能量密度下重量約較一般鋰電池減輕30-50%，因此為汽車制造商所高度重視，發(fā)展前景廣闊。但由于磷酸鐵鋰的一致性問題和專利問題，其在動力電池的應(yīng)用還處在由科研到市場的導入期，還要經(jīng)受大規(guī)模商業(yè)化的考驗。
