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当然了要提高钴酸锂材料电池的充电截至电压光靠改变正极材料是不够的,还需要对锂离子电池电解液做出改变,目前市场已经推出了针对4.35V高压钴酸锂材料的电解液,大多数产品主要是在电解液中添加耐高压添加剂。
例如向电解液中加入一些腈类化合物,可以显著提高高压钴酸锂材料的循环稳定性,其主要作用机理为,腈类化合物能够与Co元素发生络合作用,从而抑制Co元素的溶解从而提高材料的循环稳定性。当然了电解液中锂盐的种类也会对电池的高压性能产生影响,例如有报道指出LiBF4作为电解液锂盐要比传统的LiPF6耐高压性能更好
正极材料是锂电池的核心关键材料,各种应用场景对锂电池及其材料在能量密度、输出功率、循环寿命、高温存储和安全性等性能方面提出了越来越高的要求。
(1)是高能量密度的应用。比如数码消费类的手机、笔记本、以及电动汽车等对能量密度的要求很高,需要开发单晶型高电压钴酸锂以及多元材料、高镍含量的多元材料、富锂锰基材料、固态电池关键材料等新型正极材料,同时尽可能提高材料的填充性,从而提高锂电池能量密度。
(2) 其次是高功率的要求,比如无人机、电动工具、混合动力汽车、快充型的电动汽车等等对充放电倍率要求很高,需要缩短锂离子的迁移距离,提升锂离子扩散系数,实现电池的快速充放电。
钴酸锂是成熟的代锂离子电池正极材料,是Goodenough于八十年代在剑桥大学发现,也正因此他获得了2019年诺贝尔化学奖。
由于钴酸锂很好的电化学储能性能表现,主要是其体积能量密度,目前在小型储能移动设备被广泛应用,尤其是IT设备上,几乎是统治性的。研究钴酸锂,主要是提高其利用率,目前利用率还不到60%,研究目的是提高其理论容量到80-90%。