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什么是三元锂电池,三元锂电池优缺点分析

来源:宝鄂实业    2019-05-18 22:00    点击量:
1、三元锂电池优点
 
电压平台高:三元材料的电压平台明显比磷酸铁锂高,高线可以达到4.2伏,放电平台可以达到3.6或者3.7伏。
 
能量密度高:电压平台越高,比容量越大,所以同样体积、重量,甚至同样安时的电池,电压平台比较高的三元材料锂电池续航时间更长。
 
振实密度高,比磷酸铁锂电池的密度高。
 
2、三元锂电池缺点
 
安全性能差,容量较大的三元电池很难通过针刺和过充等安全性测试。
 
耐高温性差,高温结构不稳定,导致高温安全性差,且pH 值过高易使单体胀气。
 
循环寿命短,大功率放电差。
 
元素有毒,三元锂电池大功率充放电后温度急剧升高,高温后释放氧气极容易燃烧。由于锂电池中的正极材料往往是决定了其能量密度,对于锂电池来说这是最重要的一个特性,因此用正极材料来命名的情况最多,咱们常说的三元锂电池、磷酸铁锂电池就属于这一类。
三种元素之间有什么关系?
三元锂之所以被发扬光大,当然不仅仅是因为这个名字好听好记,更是由于镍钴锰(或铝)这三种金属元素的聚合物在电池内部发挥了巨大的作用。那么,这三种金属元素都有起到了什么作用呢?
1.镍饼
 
镍是副族中的活性金属,主要作用是提升电池的体积能量密度,是提升续航里程的主要突破口,但含量过多会导致镍离子占据锂离子位置(镍氢混排),导致容量下降。
 
2.钴粉
 
钴也是副族中的活性金属,其可以抑制阳离子的混排,从而提高起到提升稳定性和延长电池的寿命的作用,此外,其也决定了电池的充放电速度和效率(倍率性能),但过高的钴含量会导致实际容量降低。
 
3.铝或锰
 
锰或铝的作用在于降低材料成本,毕竟上面提到的镍和钴都是十分昂贵的稀有金属,并且可以提高电池的安全性和稳定性。
 
在三元锂电池的正极材料中,镍、钴、锰(或铝)这三种金属元素缺一不可,多一个或者少一个都会影响其最终的表现或做不成电池,但我们根据自己的需求,适当调节锂电池中镍、钴、锰(或铝)的混合比例(摩尔比),来让锂电池表现出不一样的特性。