三元锂正极材料的低温效果怎么样?
三元锂正极材料,综合了LiCoO2、LiNiO2和LiMnO2三中材料的优点,在同一只电芯内部形成协同效应,兼顾了材料结构的稳定性、活性和较低成本三个要求,是三种主要正极材料中能量密度最高的一种。其低温效果也明显的好于磷酸铁锂电池。
三种元素中,Ni的含量越高,则电芯的能量密度越高,同时,电芯的安全性越低。在实际应用中,三种材料在电芯中的比例关系,随着时间的推移一直在发生变动。人们对能量密度的追求越来越高,因而Ni 的占比也越来越高。
三元材料被提及最多的缺点就是安全性,发生热失控的过程中,其副反应的产物中包含大量气体,使得事故的危险性和可蔓延的能力大大提高。其次,三元材料的循环寿命也是一个瓶颈,目前还达不到磷酸铁锂的水平;最后,由于三元材料特殊的微观结构,使得它不适合高压力压实的操作,因而通俗的提高能量密度的加工方式对于它不适用。
三元材料市场份额正在逐渐扩张,主要动力来自于对汽车续航里程的追求。想要赶上甚至超越燃油车的续航,电动汽车必须在有限的空间内装上尽量多的电量,这就使得能量密度变得尤其重要。而去年国家出台的补贴政策,也是出于激励高能量密度电芯研发的目的,对能量密度设置了门槛,进不来的就没有补贴。从整车厂到pack厂再到电芯厂商,每个环节都必须顺应提高产品能量密度的大趋势,于是三元锂电池得到越来越多的应用。电池本身安全性能的改进和系统监控处理事故能力的提高,也会推进三元锂电池市场扩张的脚步
简单来说,充电时,锂离子会逐渐聚集到“蜂巢”结构的负极碳层中;放电时,小蜜蜂(LI+)倾巢而出。多次充放电之后,“蜂巢”会逐渐“坍塌”,以至于蓄电能力会降低。
另外,前几次使用时完全充满、完全用完的办法,是绝对伤害锂电池的,锂电池的最佳使用办法就是电量保持在15%-95%,时用时冲。
对正极材料亦是如此,比如商业上广泛应用的尖晶石磷酸铁锂材料,在锂离子进出晶格的循环过程中也会出现活性锂离子损失的情况,从而造成容量衰减。
因此,为了延长锂离子电池的寿命,在使用手机的时候,尽量在电量小于15%之前的时候给手机充电,否则会造成负极碳材料过放电,进而破坏层状结构,导致容量损失。另外,最好不要一边充电一边使用手机。