鉅大LARGE | 點擊量:1107次 | 2020年09月16日
三元鋰離子電池,到底是哪三元呢?
由于鋰離子電池中的正極材料往往是決定了其能量密度,關于鋰離子電池來說這是最重要的一個特性,因此用正極材料來命名的情況最多,咱們常說的三元鋰離子電池、磷酸鐵鋰離子電池就屬于這一類。
三種元素之間有什么關系?
三元鋰之所以被發揚光大,當然不僅僅是因為這個名字好聽好記,更是由于鎳鈷錳(或鋁)這三種金屬元素的聚合物在電池內部發揮了巨大的用途。那么,這三種金屬元素都有起到了什么用途呢?
1.鎳餅
鎳是副族中的活性金屬,重要用途是提升電池的體積能量密度,是提升續航里程的重要突破口,但含量過多會導致鎳離子占據鋰離子位置(鎳氫混排),導致容量下降。
2.鈷粉
鈷也是副族中的活性金屬,其可以抑制陽離子的混排,從而提高起到提升穩定性和延長電池的壽命的用途,此外,其也決定了電池的充放電速度和效率(倍率性能),但過高的鈷含量會導致實際容量降低。
3.鋁或錳
錳或鋁的用途在于降低材料成本,畢竟上面提到的鎳和鈷都是十分昂貴的稀有金屬,并且可以提高電池的安全性和穩定性。
在三元鋰離子電池的正極材料中,鎳、鈷、錳(或鋁)這三種金屬元素缺一不可,多一個或者少一個都會影響其最終的表現或做不成電池,但我們根據自己的需求,適當調節鋰離子電池中鎳、鈷、錳(或鋁)的混合比例(摩爾比),來讓鋰離子電池表現出不相同的特性。
鎳鈷錳(或鋁)怎么樣混合才能讓我跑得更遠?
很鎳是三元鋰離子電池中決定能量密度的元素,要想跑得更遠,提高它的含量就是;假如想要三元鋰離子電池成本更便宜,增大錳或鋁的比值就對了。
根據正極材料中鎳鈷錳(或鋁)3種元素的混合比例不同,我們可以將三元鋰離子電池分為不同的體系:
如鎳:鈷:錳比例為:1:1:1的333體系;
或者8:1:1的高鎳811體系等。
簡單概括一下就是第一個數字越高,跑得越遠,但成本越高,安全性也越低;最后一個數字越高,跑得越近,也最便宜。
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