鋰離子二次電池作為一種高能二次電源，目前已經(jīng)成為移動電話、筆記本電腦、便攜式攝像機、礦燈、路燈等產(chǎn)品的應用電源。并且在進一步發(fā)展到電動自行車、摩托車、電動汽車等領域的應用。鋰離子電池的正極材料目前主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、磷酸鐵鋰及鋰鈷錳鎳復合氧化物。鈷酸鋰為正極材料的鋰離子電池主要應用于能量密度要求高的移動電話、筆記本電腦等領域，而錳酸鋰及磷酸鐵鋰為正極材料的鋰離子電池主要應用于安全性能要求較高的電動工具、電動自行車和電動車上。

    鋰離子電池的正極材料有很多種，每種材料都有自身的優(yōu)勢所在，同時又存在著一些不足，但是總體趨勢是從低級向更高級發(fā)展。正極材料除了在性能上的要求外，也越來越多的考慮到了資源與環(huán)境和諧發(fā)展。

正極材料分類：

    各種正極材料未來發(fā)展方向構成鋰電池的各種各樣材料里面，正極材料是非常重要的。對于正極材料，鈷酸鋰是目前便攜式電子產(chǎn)品電池主要用的材料、尖晶石結構的錳酸鋰是北京奧運、上海世博電動公交車上使用的正極材料，此外還有鎳酸鋰、磷酸鐵鋰等。

    鈷酸鋰：

    鋰離子二次電池正極材料（鈷酸鋰）的液相合成工藝，它采用聚乙烯醇（ＰＶＡ）或聚乙二醇（ＰＥＧ）水溶液為溶劑，鋰鹽、鈷鹽分別溶解在ＰＶＡ或ＰＥＧ水溶液中，混合后的溶液經(jīng)過加熱，濃縮形成凝膠，生成的凝膠體再進行加熱分解，然后在高溫下煅燒，將燒成的粉體碾磨、過篩即得到鈷酸鋰粉。

    錳酸鋰：

    錳酸鋰主要為尖晶石型錳酸鋰。尖晶石型錳酸鋰LiMn2O4是Hunter在1981年首先制得的具有三維鋰離子通道的正極材料，至今一直受到國內外很多學者及研究人員的極大關注，它作為電極材料具有價格低、電位高、環(huán)境友好、安全性能高等優(yōu)點，是最有希望取代鈷酸鋰LiCoO2成為新一代鋰離子電池的正極材料。

    磷酸鐵鋰：

    磷酸鐵鋰電極材料主要用于各種鋰離子電池。 自1996年日本的NTT首次揭露AyMPO4(A為堿金屬，M為CoFe兩者之組合:LiFeCOPO4)的橄欖石結構的鋰電池正極材料之后, 1997年美國德克薩斯州立大學John. B. Goodenough等研究群，也接著報導了LiFePO4的可逆性地遷入脫出鋰的特性，美國與日本不約而同地發(fā)表橄欖石結構(LiMPO4), 使得該材料受到了極大的重視，并引起廣泛的研究和迅速的發(fā)展。與傳統(tǒng)的鋰離子二次電池正極材料，尖晶石結構的LiMn2O4和層狀結構的LiCoO2相比，LiMPO4 的原物料來源更廣泛、價格更低廉且無環(huán)境污染。

    磷酸鐵鋰是一種新型鋰離子電池電極材料。其特點是放電容量大，價格低廉，無毒性，不造成環(huán)境污染。世界各國正競相實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
　　
    但是其振實密度低，影響電容量。目前主要的生產(chǎn)方法為高溫固相合成法，產(chǎn)品指標比較穩(wěn)定。

需求帶動發(fā)展

    鋰離子電池因性能及價格的優(yōu)勢，近些年來的市場需求不斷增加。2011年，在消費電子領域，智能手機電池需求增速約為50%，平板電腦市場對鋰電的需求今年增速超過230%，2012年將繼續(xù)高速增長。
在電動工具領域滲透率約為70%，接下來取代的領域依次是電動自行車電池、UPS、電動汽車和電網(wǎng)儲能。

    數(shù)據(jù)顯示，鋰電在電動自行車電池市場的滲透率2011年約為2.5%，在價格大幅下降和鉛酸電池行業(yè)整頓的背景下，鋰離子電池的性價比優(yōu)勢將愈發(fā)明顯，滲透率將出現(xiàn)快速增長。

    具體來看，2011年上半年，一組自行車鋰電價格為1200元至2000元，而目前鋰電僅為800元至1200元。自行車鉛酸電池目前價格為400元至600元，價格優(yōu)勢不斷下降。

    據(jù)預測到2015年，鋰離子電池在電動自行車領域的滲透率將達到20%~30%，形成60億-90億元的市場規(guī)模，對整個鋰離子電池市場規(guī)模的提升幅度達到15%以上。

    此外，UPS(不間斷電源)新產(chǎn)品開始越來越多地采用鋰電。華為和中興等通訊企業(yè)的基站移動電源新產(chǎn)品都傾向于采用鋰電。目前，UPS鉛酸電池市場規(guī)模約為120億元。若鋰電在其中的滲透率達到30%，將使鋰電市場規(guī)模增長約10%。

    而鋰電應用市場的爆發(fā)性增長機會關鍵在于電動汽車。每輛50kWh的純電動汽車，所需電池約相當于一萬塊iPhone手機電池。若純電動汽車銷售量達到30萬輛，即可讓鋰電市場規(guī)模增長一倍。

    行業(yè)的發(fā)展，帶動了材料的發(fā)展，正是因為鋰離子電池廣泛的應用，因此，作為鋰離子電池的重要組成部分正極材料來說，未來的發(fā)展可謂是一片光明。

正極材料的發(fā)展前景

    眾所周知，正極材料在鋰離子電池有著極為重要的作用，磷酸鐵鋰作為鋰離子電池的正極材料是近幾年才出現(xiàn)的事，國內開發(fā)出大容量磷酸鐵鋰電池是2005年7月。其安全性能與循環(huán)壽命是其它材料所無法相比的，這些也正是動力電池最重要的技術指標。1C充放循環(huán)壽命達2000次。單節(jié)電池過充電壓30V不燃燒，穿刺不爆炸。磷酸鐵鋰正極材料做出大容量鋰離子電池更易串聯(lián)使用。以滿足電動車頻繁充放電的需要。具有無毒、無污染、安全性能好、原材料來源廣泛、價格便宜，壽命長等優(yōu)點，是新一代鋰離子電池的理想正極材料。

    鋰電池從商業(yè)化應用到今天，技術沒有發(fā)生太大的變化，傳統(tǒng)的思路導致了電池很難在容量上有更大的突破。新的思路可以采用非化學的其它的思路做電池極片。非傳統(tǒng)技術做電池極片，可以做到現(xiàn)在的1/3甚至更薄的厚度，質量更小，就為大幅度提高容量密度鋪平道路。一種新型的氧化物負極高功率電池充放電10萬次都不會有問題。

    決定未來鋰離子二次電池的幾點因素：價格、安全性、重量和體積未來鋰離子二次電池的發(fā)展要求更便宜更能夠被消費者接受的價格，才會有更好的市場前景；在電動汽車上使用的電池是不允許出現(xiàn)安全性問題的；未來動力鋰電池重量和體積要向更小更輕發(fā)展。
展望未來，鋰離子電池替代鉛酸和鎳氫電池是必然趨勢。隨著價格持續(xù)下降，鋰離子電池取代鉛酸電池和鎳氫電池的速度在加快。（文/西貝）