科普大讲堂 | 锂电池知多少？

科普大讲堂|锂电池知多少?

　　我们生活中最常用的手机、笔记本电脑，数码相机，及出行驾驶的低速电动自行车和乘坐的新能源汽车，都离不开锂电池。锂电池作为移动生活的核心部件，已经逐渐走进千家万户。但关于锂电池的知识，大家又了解多少，往下看。

问题:锂离子电池构型有哪些?

答：锂离子电池根据电芯的不同外壳，分为硬壳和软包两大类。硬壳的材料主要有钢壳和铝壳两类，而软包采用的是铝塑复合膜材料。其中，硬壳根据其内部正负极片的排列方式又分为圆柱形和方形。由此，我们可以得到目前主流锂离子电池的三种封装形式，即圆柱形(cylindrical)，方形(prismatic)，和软包(pouch，有些地方也称为聚合物电池)。

问题:锂离子电池常用的正极材料有哪些?

答：当前占据锂电池正极材料的产品主要是钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等。其发展也经历了3个阶段：(1)锂电池正极材料兴起的第一阶段以钴酸锂(LCO)为主，在2005年~2011年。此阶段的正极材料市场受到消费电池驱动。(2)由于新能源汽车市场的放量，锂电池正极材料在2014~2015年期间迎来了第二阶段的发展，磷酸铁锂正极材料(LFP)在市场上的占比快速增长。(3)2016年以来，能量密度更高的三元材料占据了市场的主导地位，这是锂电池正极材料的现况。这不仅归因于新能源汽车对提高续航能力的需求的增长，还因为这几年国家政策的推动。(4)还有一种使用历史比较长的锂电池正极材料——锰酸锂(LMO)。这种材料安全无毒，具有优良的耐过充性，当其为层状结构的时候容量很高。因为锰Mn的资源丰富，所以这种材料的价格也便宜。但是这种材料的缺点是其在长期或高温循环的情况下稳定性都比较差，储存性能也差。和三元材料一样，LMO目前主要应用在一些成本要求高、对安全性要求高，但对循环要求和能量密度要求低的市场，包括小型电池领域和部分电动工具领域。由于消费电子类市场需求的刺激，该材料未来很有可能在技术上得到突破，提高高温循环性能和搁置寿命，其在正极电池的比重会不断提升。