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高电压钴酸锂(LiCoO2)产品老树新花

更新时间:2014-03-31 17:04:12 点击: 编辑:锂辉电池

    钴酸锂(LiCoO2)在锂离子电池领域是一款“老”材料。但是,在人们的持续改进下,钴酸锂(LiCoO2)材料这棵“老树”正在不断绽放出创新之花。

在2011年以前,人们一直“坚信”:
    钴酸锂(LiCoO2)电池的充电截止电压不能高于4.20V,即充电时要保证Li1- xCoO2中的x不能大于0.5,否则材料会发生晶体结构坍塌,从而导致电性能恶化和严重的安全问题。因此最早的钴酸锂(LiCoO2)电池,充电电压仅在4.20V。是否可通过提高电池充电电压而提升材料的能量密度并保持其高的安全及循环性能,是近年产业界红火的“高电压钴酸锂(LiCoO2)”所需解决的问题。

    经过正极材料生产商对钴酸锂(LiCoO2)材料的不断优化,也得益于电池生产商对整个电池体系的优化,2012年国际市场上出现了充电截止电压4.30V的钴酸锂(LiCoO2)电池,并立即得到手机生产商的大量订购,而在4.30V 钴酸锂(LiCoO2)电池面世不久,2013年上半年市场上又出现了4.35V的钴酸锂(LiCoO2)电池。目前,苹果、三星等国际一线品牌手机都开始采用充电截止电压4.30V以上的高电压钴酸锂(LiCoO2)电池。就短期发展而言,目前4.35V 钴酸锂(LiCoO2)已基本可以满足电池厂商对正极材料的需求,将会逐渐成为市场上钴酸锂(LiCoO2)正极材料的主流。但是,在保证电池安全性、可靠性的前提下,为使电池具有更高的能量密度、克服更严苛的工作条件,4.35V钴酸锂(LiCoO2)还存在较大的优化空间,如放电电压平台、放电比容量、安全性能、低温性能等方面。

    另一方面,仅隔半年之久,人们又开始关注4.40V及更高电压的复合钴酸锂(LiCoO2)材料的开发及评估。随着充电电压的进一步提高,充电态下,钴酸锂(LiCoO2)中所剩的锂离子数量进一步减少,此时,对钴酸锂(LiCoO2)结构的稳定性以及电池体系的安全性都是极为严峻的考验。应对这些挑战,锂离子电池正极材料生产商所要做的,一是增加钴酸锂(LiCoO2)自身的结构稳定性,所谓“内练一口气”;二是抑制钴酸锂(LiCoO2)与电解液在高电压充电态下的反应活性,也可称作“外练筋骨皮”。通过内外兼修,方可改善材料在高电压下的性能。

    4.40V 钴酸锂(LiCoO2)锂离子电池是目前可以预见到的下一个新产品。随着3C产品的不断发展,各种新型高耗能电子产品的不断涌现,相信人们不会止步于4.40V 钴酸锂(LiCoO2)电池,更高电压的复合钴酸锂(LiCoO2)材料也并非遥不可及。

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