镍钴锰三元锂离子电池正极材料的作用有哪些
来源:宝鄂实业
2019-11-22 14:11
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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。
在化合物中,镍呈现正二价,是主要的电化学活性元素;锰呈现正四价,不参与电化学反应,只对材料的结构稳定性和热稳定性提供保证;钴是正三价,部分参与电化学反应;其主要作用是保证材料层状结构的规整度、降低材料电化学极化、提高其倍率性能。该材料具有比容量高、高电压下结构稳定、安全性较好等优点.是目前看来最有应用前景的一种锂离子电池正极材料。