了解三元材料和锂离子电池三元材料存在的问题
来源：宝鄂实业
2019-11-17 22:32
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三元材料问题，锂离子电池三元材料技术路线。三元复合材料具有容量大、循环稳定、成本适中等优点。随着应用规模的快速发展，钴酸锂成本高、锰酸锂稳定性差、磷酸铁锂容量低等问题在电池中得到了成功的应用。下面小编带您了解三元材料和锂离子电池三元材料存在的问题技术路线。
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三元材料的问题
1. 由于阳离子混合放电效应和材料表面微观结构在第一次充电过程中的变化，NMC的第一次充放电效率不高，第一次效应一般小于90%;三组份材料产生的气体更加严重，安全性更加突出。
2. 三元材料是由原始颗粒凝聚而成的二次球形颗粒。二次粒子在高压下破碎，限制了三元材料电极的压实，进一步增加了电池的能量密度。锂离子扩散系数和电子导电性较低，使得材料倍增器性能不是很理想。
3.镍含量增加的影响
通过增加三元材料中镍的含量，可以提高电池的容量。然而，循环性和热稳定性变差。当Ni含量增加时，氧化还原过程中会发生相变，导致容量衰减。镍含量的增加也降低了热分解温度，增加了热释放，导致材料热稳定性差。
4. 与电解液
电解质与正极材料界面的反应和电荷转移将影响锂离子电池的性能。活性物质的腐蚀和电解液的分解将严重影响电极与电解液界面的电荷转移。
5. 粗糙表面的反应
韩国科学技术研究院的一项研究发现，充电过程中NCA结构发生变化，颗粒表面Li更容易析出，导致颗粒表面晶体和颗粒结构不均匀。这种变化将导致材料的容量迅速衰减和阻抗增加。
锂离子电池三元材料的技术路线
由于能量密度的磷酸亚铁锂已基本显著提高空间的缺乏,在新能源汽车范围要求越来越高的背景下,长期以来一直被视为磷酸亚铁锂的路线坚持比亚迪在新能源汽车上的“唐”三元锂电池的应用,包括北京汽车,江淮、奇瑞,上汽等国内新能源生产企业开始放弃磷酸铁锂，转向三元锂电池。
从产业布局上看，越来越多的磷酸铁锂电池厂家开始重视三元材料的开发。有人说，公司正在积极加快复合三元材料电池的发展和产业化进程。
据报道，2017年我国锂离子电池正极材料产值达99.5亿元，其中三元材料27.4亿元，占28.6%。在动力电池领域，三元材料发展势头强劲，北汽EV200推出。奇瑞EQ、江淮IV4、中泰运100等均采用三元动力电池。
许多专家预测，三元材料由于其优异的性能和合理的制造成本，将在不久的将来取代昂贵的钴酸锂材料。三元材料是电解生产的主要消耗材料，其质量直接影响预焙阳极的质量，几乎影响烧结过程中预焙阳极的消耗，甚至影响电池材料的电流效率、电能消耗、产品等级等经济指标。
虽然三元材料被广泛使用,但并不意味着未来肯定会三元锂电池和世界各地,电池行业一直是一代材料技术,业界一直没有停止挖掘新材料和新技术,更高的能量密度和安全性能一直是企业试图平衡这两个命题。
