無序巖鹽正極材料可以儲存更多的鋰,其比容量可達350甚至400mAh/g,相比於目前商用主流正極超高鎳材料(230mAh/g),鈷酸鋰(210mAh/g),比容量更高。考慮到其一般1.5~4.8V的充放電電壓區間,其能量密度最高可以做到1100Wh/kg,高於目前主流商用的正極鈷酸鋰,超高鎳材料大概860~900Wh/kg的水平,但遠遠沒有題目中高出三倍這麽誇張。
不同於鈷酸鋰、超高鎳材料具有很好的離子電導與電子電導,無序巖鹽材料只能透過滲流網路傳輸鋰離子,這導致其傳導鋰離子效能較差,且band gap較寬,電子電導較差。目前巖鹽材料的研究還處於的基礎科學研究階段,在這些文章中,普遍混入了20%的CNT等過量導電物質以免放電容量過低,如此一來正極中活性物質比例一般只有70%(目前的商用正極,可將正極中活性物質比例提高到96%以上),單單從這一點來看,其正極整體的能量密度不如商用材料。此外,無序巖鹽的正極載量大概只有0.8mAh/cm2,與產業界目前追求的5~8mAh/cm2的水平差距較大,這會導致其在使用時需要非常過量的集流體與隔膜等等,相同體積中裝的活性材料更少,大大降低電芯的能量密度。當然,這些問題可能並非不能完全解決。像磷酸鐵鋰在發展早期,盡管由於電子電導較差,也存在這些問題,但後續透過在用碳還原三價鐵的同時,表麵包碳,完美解決了該問題。不過目前,無序巖鹽材料的離子電導與電子電導都比較差的問題,還沒有好的解決方案。
另外,較差的電導這一物理特性,也決定了無序巖鹽材料在合成與套用方面有一些需要特殊註意的問題。主要問題在於其所用材料顆粒尺寸不能太大,一般只有100~200nm,否則鋰離子不能充分脫嵌,容量會有顯著損失,而想得到如此細的材料,一般需要較長時間的球磨(24h甚至更長),壓片燒結以促進離子擴散,整個合成過程能耗也較高(當然一次顆粒很小比表面積大也導致其副反應會較為嚴重,長迴圈效能差)。另一方面,目前商用正極其實不會使用2μm以下的顆粒,因為顆粒太小比表面太大會不利於塗漿。無序巖鹽材料的使用,還需要開發對應的塗漿工藝。
因此,無序巖鹽材料雖然具有較高理論能量密度,但由於其電導較差,實際能量密度並不如商用體系,而且比表面積大副反應較多,迴圈效能較差。這些缺點的克服具有較大的挑戰性。其電導方面的缺點,導致其合成與後續工工藝都需要做針對性設計。總的來講,該材料的發展依然任重道遠,短期內想取代現有商用體系並不現實。