将电压提高到4.4V,锂离子电池用正极材料，钴酸锂和三元材料各有什么优缺点

Question

如题所述

Answer 1

钴酸锂这种材料，在锂脱出超过一半后很容易出现结构的坍塌，其理论比容量为275 4.2V下 一般在140-145之间 之前有人做过钴酸锂在4.35V下 容量大约在155-160mAh/g 之间 从这些数值中 可以看出 钴酸锂在高电压下虽然容量升高 但是同时也超过了其结构稳定性所需要的锂脱出量 所以从这种材料本身来说是不适合高电压的 目前的高电压钴酸锂都是改性钴酸锂 成本都是很高的 而且就算改性钴酸锂也很难再4.4V下保证长期循环的稳定性 不过为了针对您的问题 也顺便说一下钴酸锂在高电压下的优点 由于钴酸锂发展时间最长 所以与电解液的匹配是最成熟的 高温下的产气也是最好控制的
三元材料与钴酸锂则正相反 全电池中4.5V下的结构都是非常稳定的 而且电压越高 其锂离子脱嵌效率越高 也就是首次效率越高 在4.35V 克容量大约为160-165 mAh/g 4.5V下 可以达到甚至超过200mAh/g 而且是不需要改性的 （当然 前提是高性能的三元 那些市场上随便买前驱体烧烧就卖 没什么技术含量的三元材料不在此范围之内）
三元材料高电压下的唯一缺点就是与钴酸锂相反的 由于是一种相对的新型材料 与电解液的匹配比较难 主要表现为高温下的产气 但是日韩和国内的ATL已经可以再软包电池中很好的解决这一问题 这一问题的解决主要在对三元材料表面性质的控制 PH的控制和电解液的匹配
综合来看 个人认为三元材料才是最适合高电压的正极材料

Answer 2

你的关键词是电压提高到4.4V
那么也就是在充电过程中将会有更多的锂离子从正极结构中嵌出进入负极石墨结构中
钴酸锂的理论克容量有270多吧，但是目前只能做到145左右，就是因为只能转移0.5mol的电子
如果转移的过多，那么钴酸锂的结构骨架就会塌陷，所以钴酸锂只能充到4.2V
而三元的电压是可以往上充一点的，比如4.25V、4.3V，4.35V。但没有人充到4.4V
也是为了保持三元材料的晶体骨架，同时也与镍钴锰三者的比例有关追问

钴酸锂的供应商提供的资料显示充到4.4V，容量能提高到170mAh/g,但是不知道充到4.4V会有什么影响。三元材料的压实密度太低，不利于提高电池的能量密度

追答

说实话，我是木见过能把钴酸锂容量做到170的
如果你只是做手机电池，供应商既然怎么说了，可以试试
如果可以那样电池容量岂不是要提供30%
测试关注点：1、正极克容量发挥（要注意与负极的PN比哦）
2、循环寿命（1C/1C-300周90%的要求）
你考虑也有道理，LCO的高压实，但是钴价太高，行业一般都会使用部分三元掺比

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Answer 3

新型三元复合氧化物镍钴锰酸锂正极材料具有粉体颗粒均匀、堆积密度大，流动性好，比容量大，电压平台高、结构稳定等特点，各项理化指标和电化学性能指标优良。与钴酸锂相比较，三元材料成本较低，在常温和高温下均具有优异的循环稳定性、安全性能高、循环寿命长。