在钴酸锂电极材料的探索中,高电压钴酸锂的探索一直是萦绕在研究人员心中。在早期的钴酸锂探索中,当电压4.25V时,电池的循环性能出现了快速的衰减,此时钴酸锂材料六方晶相开始向单斜相转变。
相关研究表明单斜相变与电池性能衰减之间的关系如下:相变过程中材料体积变化导致材料性能变化;相变不可逆造成容量衰减与结构破坏;
表面副反应进一步加剧;过渡金属溶解加速Li源消耗;氧参与电荷转移进一步氧化电解液。
随着对材料改性技术的运用,相关高电压钴酸锂材料取得了长足的进步,然而关于高电压钴酸锂材料的研究依然爱不得不面对如下几个问题
锂电池是一种将电化学能与电能互相转换的电化学储能器件,通过锂离子与电子在电极材料中的注入与脱出实现能量的传递与互换。
伴随着锂离子与电子的传递,电池内部材料本征的物理化学参数如吉布斯自由能、费米面等会随之改变,反而在宏观电池参数上就是电池电压的变化以及电池容量的变化
可充电锂离子电池是新一代绿色储能电池,具有功率密度高、无记忆效应、循环稳定性好和使用寿命长等优点,已经广泛应用于3C方面、智能联网、分布式储能等领域。
锂离子电池种类繁多,主要由层状结构钴酸锂、镍酸锂及镍钴锰酸锂,
橄榄石结构磷酸铁锂等构成,其中层状结构钴酸锂具有高的理论密度值,
其体积比能量至今无其他正极材料能够。随着对钴酸锂研究的不断深入,钴酸锂的充电电压从4.2V逐步升高到4.45 V,
甚至更高电压,比容量已经达到180~185mAh/g。
随着3C产品更新换代越发频繁,3C产品“轻薄化、化”是一个发展趋势,这对锂离子电池能量密度提出更高要求