定制热线: 400-678-3556

行业资讯

三元锂电池的三元指的是什么?三元锂电池优缺点是什么?

来源:宝鄂实业    2020-05-19 13:03    点击量:
三元锂电池的三元指的是什么
  用三元材料作为正极材料的动力锂电池近年来凭借其容量高、循环稳定性(电池寿命)好、成本适中等优点,逐渐替代了镍氢电池、钴酸锂电池、磷酸铁锂电池,成为目前市场上最主流的电池。今天就来和大家聊一聊三元锂电池指的是哪三元。
 
  三元锂电池的三元指的是镍(Ni)钴(Co)锰(Mn)三种元素。
 
  而这三种元素中镍和钴是活性金属,锰不参与电化学反应。一般来说,活性金属成分含量越高,电池容量就越大,但当Ni的含量过高时,会引起Ni2+占据Li+的位置,加剧了阳离子混排,从而导致容量降低。
 
  Co也是活性金属,但能起到抑制阳离子混排的作用,从而稳定材料层状结构。
 
  Mn作为非活性金属主要起到稳定反应提高安全性的作用。

三元锂电池优缺点
 
  三元锂电池在容量与安全性方面比较均衡,是一款综合性能优异的电池。三种金属元素的主要作用和优缺点如下:
    Co3+:减少阳离子混合占位,稳定材料的层状结构,降低阻抗值,提高电导率,提高循环和倍率性能。
    Ni2+:可提高材料的容量(提高材料的体积能量密度),而由于Li和Ni相似的半径,过多的Ni也会因为与Li发生位错现象导致锂镍混排,锂层中镍离子浓度越大,锂在层状结构中的脱嵌越难,导致电化学性能变差。
    Mn4+:不仅可以降低材料成本,而且还可以提高材料的安全性和稳定性。但过高的Mn含量会容易出现尖晶石相而破坏层状结构,使容量降低,循环衰减。能量密度高是三元锂电池的最大优势,而电压平台是电池能量密度的重要指标,决定着电池的基本效能和成本,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。单体三元锂电池放电电压平台高达3.7V,磷酸铁锂为3.2V,而钛酸锂仅为2.3V,因此从能量密度角度来说,三元锂电池比磷酸铁锂,锰酸锂或者钛酸锂具有绝对优势。安全性较差和循环寿命较短是三元锂电池的主要短板,尤其是安全性能,是一直限制其大规模配组,和大规模集成应用的一个主要因素。大量实测表明,容量较大的三元电池很难通过针刺和过充等安全性测试,这也是大容量电池中一般都要多引入锰元素,甚至混合锰酸锂一起使用的原因。500次的循环寿命在锂电池中属于中等偏下,因此三元锂电池目前最主要的应用领域是3C数码等消费类电子产品。

声明: 本网站所发布的文章,均来自于互联网,如有侵权,请联系删除。