鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1094次 | 2020年09月21日
合物鋰離子電池按原材料重要分類介紹
聚合物鋰離子電池以正極材料來分類,重要可以分為:鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鈦酸鋰和三元材料等五大類。
?鈷酸鋰
首個(gè)成功商業(yè)化的鋰離子電池正極材料。由于存在鈷資源相對(duì)貧乏、價(jià)格較高、對(duì)環(huán)境有毒性影響等缺點(diǎn),再加上該材料安全性能較差、容量相對(duì)較低,大大限制了其應(yīng)用和長遠(yuǎn)的發(fā)展。目前鈷酸鋰材料的聚合物鋰離子電池重要應(yīng)用于數(shù)碼產(chǎn)品的電池中。
?錳酸鋰
重要為尖晶石型錳酸鋰。相對(duì)鈷酸鋰,具有資源豐富、價(jià)格便宜、對(duì)環(huán)境污染小且安全性能優(yōu)良等特點(diǎn)。但尖晶石的結(jié)構(gòu)很難保持完整性,循環(huán)性較差,高溫循環(huán)中錳在電解液中的溶解和Jahn-Teller效應(yīng)(非線性分子的電子云在某些情形下發(fā)生的構(gòu)型形變)導(dǎo)致材料的容量衰減嚴(yán)重。錳酸鋰聚合物鋰離子電池的優(yōu)勢(shì)在于成本低,劣勢(shì)是比能量已達(dá)極限,因此只能用于特定應(yīng)用領(lǐng)域的專用車型。
?磷酸鐵鋰
原材料豐富、價(jià)格相比其他材料來比較低廉、對(duì)環(huán)境友好,加上較好的循環(huán)性能和高安全性,使得其廣泛應(yīng)用于客車領(lǐng)域。但是磷酸鐵鋰材料的導(dǎo)電性較差,振實(shí)密度較低,導(dǎo)致體積能量密度較低,限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用。
?鈦酸鋰
鈦酸鋰是一個(gè)優(yōu)缺點(diǎn)都很明顯的材料,而且可以做正極也可以做負(fù)極,當(dāng)其作為正極材料時(shí)能量密度低的缺點(diǎn)凸顯,作為負(fù)極材料時(shí)其高壽命的優(yōu)點(diǎn)卻無法得到其他短壽命的正極材料充分利用。鈦酸鋰優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)崿F(xiàn)快充(5min充滿)、高壽命、安全性高、工作溫度范圍寬,但其低能量密度和容易脹氣的短板在沒有技術(shù)突破的前提下,只適合應(yīng)用于續(xù)航里程相對(duì)不敏感的公交車、客車等領(lǐng)域。
?三元材料
受鈷酸鋰的金屬元素?fù)诫s改性的啟發(fā),三元材料得到快速發(fā)展。三元材料結(jié)合了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰(鋁酸鋰)的優(yōu)點(diǎn),形成了三元共榮體,可以充分發(fā)揮三個(gè)組元的用途。能量密度高是三元材料電池相較其他正極材料電池最為突出的優(yōu)點(diǎn),但安全性相對(duì)較低是其發(fā)展受到一定程度限制的最大原因。三元材料重要分為鎳鈷錳(NCM)和鎳鈷鋁(NCA)兩大類。其中鎳(Ni)供應(yīng)容量,含量越高電池的能量密度越大,鈷(Co)貢獻(xiàn)部分容量的同時(shí)穩(wěn)定結(jié)構(gòu),錳(Mn)/鋁(Al)重要用來穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。三者協(xié)同用途,共同發(fā)揮出三元材料高能量密度、較低成本等優(yōu)點(diǎn)。
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