镍钴锰三元锂离子电池正极材料有什么优缺点?它有哪些作用?
镍钴锰三元锂离子电池正极材料的优点
优点:
1、自放电率低,无污染,与多种电解质有着良好的相容性,与钴酸锂相比价格便宜,国内下一代动力电池主流材料;
2、镍钴锰酸锂以相对廉价的镍和锰取代了钴酸锂中三分之二以上的钴,成本方面优势非常明显;
3、和其他锂离子电池正极材料锰酸锂、磷酸亚铁锂相比,镍钴锰酸锂材料和钴酸锂在电化学性能和加工性能方面非常接近,使得镍钴锰酸锂材料成为新的电池材料而逐渐取代钴酸锂,成为新一代锂离子电池材料的宠儿;
4、成本低廉,高克容量,工作电压与现有电解液匹配,安全性好。
缺点:
1、制备条件非常苛刻,商业化生产困难;
2、热稳定性差,循环性能变差。
镍钴锰三元锂离子电池正极材料的作用
1、钴的作用在于可以稳定材料的层状结构,而且可以提高材料的循环和倍率性能,但过高的钴含量会导致实际容量降低;
2、镍的作用在于提高增加材料的体积能量密度.但镍含量高(即高镍)的三元材料也会导致锂镍混排,从而造成锂的析出;
3、锰的作用在于降低材料成本、提高材料安全性和结构稳定性,但过高的锰含量会破坏材料的层状结构,使材料的比容量降低;所以在以后材料发展中,在保持锰不变的前提下,提高镍含量,降低固含量,这个是成本及容量性能的综合考虑。
在三元材料电池中钴可以稳定材料的层状结构,而且可以提高材料的循环和倍率性能。镍可以提高增加材料的体积能量密度。锰可以降低材料成本、提高材料安全性和结构稳定性。镍钴锰三元电池材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高,但是平台太低,用在手机上会有明显的容量不足的感觉,在一些山寨手机上已经有在用三元材料的电池了,特别是容量比较高的电池。