正極是金屬氧化物，負極由多孔石墨構(gòu)成。在放電過程中，鋰離子通過電解質(zhì)和隔膜從負極移動到正極；充電時，鋰離子沿著相反的方向從正極流向負極。
正極材料是鋰離子電池中主要的鋰離子來源，動力電池的正極材料是其能量密度的短板。目前研制成功并得到應(yīng)用的正極材料主要有鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰等。
鋰離子電池常用的正極材料有錳酸鋰，鈷酸鋰，磷酸鐵鋰以及三元材料等，常用的負極材料包括碳材料及硅基材料等。
1、鈷酸鋰

目前應(yīng)用最廣泛的鋰離子電池正極材料，具有開路電壓高、比能量大、循環(huán)壽命長等特點;生產(chǎn)的鋰離子電池重要用于通訊數(shù)碼類電池領(lǐng)域。鈷價格昂貴，鈷酸鋰的毒性較大。目前技術(shù)上，容量已幾乎發(fā)揮到極限。受資源等制約，有被替代之勢。

鈷酸鋰仍是小型鋰電池的最佳選擇。目前在3C鋰電池中，大多數(shù)仍使用鈷酸鋰而并非比容量更高的三元材料，原因是鈷酸鋰材料的壓實密度大于三元材料，即單位體積內(nèi)能容納的鈷酸鋰量更多。在更為重視體積密度的小型電池中，鈷酸鋰占有著一席之地。

鈷酸鋰理論容量高，但實際容量卻只有理論的一半。原因是在充電過程中鋰離子要從鈷酸鋰材料中脫出，但脫出量小于50%時，材料的形態(tài)和晶型可以保持穩(wěn)定。隨著鋰離子脫出量增大至50%時，鈷酸鋰材料將發(fā)生相變，如果此時繼續(xù)充電，鈷將溶解在電解液中并產(chǎn)生氧氣，嚴重影響電池循環(huán)穩(wěn)定性和安全性能，因此一般的鈷酸鋰充電截止電壓為4.2V。

2、磷酸鐵鋰

磷酸鐵鋰是目前廣受關(guān)注的最具潛力的鋰離子電池正極材料之一，理論容量相對較高，價格低、熱穩(wěn)定性好、無污染，優(yōu)良的充放電循環(huán)性能。目前只有少數(shù)廠家掌握制備技術(shù);重要用于動力鋰電池領(lǐng)域。由于導(dǎo)電性能較差，需參雜其他材料，振實密度低，比容量相對較小，在小電池領(lǐng)域，同樣尺寸電池只有現(xiàn)有電池容量的一半不到。工藝極特殊，制造難度大。配套電解液研發(fā)稍落后。對工藝要求極嚴，因動力鋰電池一般由多個電池串并后組成，故對單個電池的一致性要求極高。

磷酸鐵鋰的缺點也較為明顯，即能量密度低。原因有兩點：

一是磷酸鐵鋰材料的電壓僅有3.3V左右，低于其他正極材料，這使得磷酸鐵鋰電池儲存能量較低;二是磷酸鐵鋰導(dǎo)電性較差，需要納米化并進行包覆才能獲得良好的電化學(xué)性能，這使得材料變得蓬松，壓實密度較低。兩者綜合作用，使得磷酸鐵鋰電池的能量密度低于鈷酸鋰和三元電池。因此磷酸鐵鋰電池主要應(yīng)用于電動大巴車及少量乘用車中。

磷酸鐵是否近期將被淘汰?近期新能源汽車安全事故頻發(fā)，被認為將很快被三元材料取代的磷酸鐵鋰再次進入人們的視野，人們希望通過對磷酸鐵鋰進行改性提高其容量。目前已有學(xué)者通過在磷酸鐵鋰中摻入Mn元素使其擁有更高的電壓和更高的能量密度，也有相關(guān)研究通過復(fù)合技術(shù)將磷酸鐵鋰與NCM三元材料進行混合，在保持三元素電池較高能量密度的同時可以有效提升其安全性能。
3、鎳酸鋰：合成困難，目前量極少。

4、錳酸鋰：研究已相對成熟，成本低，無污染,制備容易,安全性能好，理論容量低、循環(huán)性能較差，受電池體積小型化趨勢的制約，重要用于動力鋰電池、低成本電池領(lǐng)域。

5、鎳鈷錳酸鋰(三元)：電化學(xué)容量高、循環(huán)性能好、成本低、具有三元協(xié)同效應(yīng);重要用于通訊數(shù)碼類成本相對較低的鋰離子電池領(lǐng)域。目前生產(chǎn)工藝相對成熟。

關(guān)于環(huán)宇源

東莞市環(huán)宇源科技有限公司成立于2009年，是一家致力于研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池組和便攜式移動電源的國家高新技術(shù)企業(yè)，并提供家用型儲能電源解決方案和OEM/ODM生產(chǎn)服務(wù)。我們擁有研發(fā)團隊30余人，己獲得100多項外觀專利，發(fā)明專利，實用新型技術(shù)專利等。

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