鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2568次 | 2022年02月15日
鎳鈷錳酸鋰離子電池怎樣?
鎳鈷錳酸鋰(LiNiMnCoO2或NMC)
最成功的鋰離子體系之一是鎳錳鈷(NMC)的陰極組合。與錳酸鋰類似,這個(gè)體系可以定制用作能量電池或功率電池。例如,中等負(fù)載條件下的18650電池中的NMC具有約2,800mAh的容量并且可以提供4A至5A放電電流;同一類型的NMC在針對(duì)特定功率進(jìn)行優(yōu)化時(shí),容量?jī)H為2,000mAh,但可提供20A的連續(xù)放電電流。硅基陽極將達(dá)到4000mAh以上,但負(fù)載能力降低,循環(huán)壽命縮短。添加到石墨中的硅具有缺陷,即陽極隨著充電和放電而膨脹和收縮,使得電池機(jī)械應(yīng)力大結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。NMC的秘密在于鎳和錳的結(jié)合。與此類似的是食鹽,其中主要成分鈉和氯化物本身是有毒的,但將它們混合起來作為調(diào)味鹽和食品保存劑。鎳以其高比能量而聞名,但穩(wěn)定性差;錳尖晶石結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)低內(nèi)阻但比能量低。兩種活性金屬優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。
NMC是電動(dòng)工具,電動(dòng)自行車和其他電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)的首選電池。陰極組合通常是三分之一鎳,三分之一錳和三分之一鈷,也被稱為1-1-1。這提供了一種獨(dú)特的混合物,由于鈷含量降低,也降低了原材料成本。另一個(gè)成功的組合是NCM,其中含有5份鎳,3份鈷和2份錳(5-3-2)。也可以使用其他不同量的陰極材料組合。由于鈷的高成本,電池制造商從鈷系轉(zhuǎn)向鎳陰極。鎳基系統(tǒng)比鈷基電池具有更高的能量密度,更低的成本和更長(zhǎng)的循環(huán)壽命,但是它們的電壓略低。新型電解質(zhì)和添加劑可以使單只電池充電至4.4V以上,從而提高電量。
圖1展示了NMC的特性。
圖1:NMC的蜘蛛圖。NMC具有良好的整體性能,并且在比能量方面表現(xiàn)出色。這種電池是電動(dòng)車的首選,具有最低的自熱率。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
由于該體系經(jīng)濟(jì)性和綜合性能表現(xiàn)均比較好,因此NMC混合鋰離子電池越來越受到重視。鎳,錳和鈷三種活性材料可輕松混合,以適應(yīng)需要頻繁循環(huán)的汽車和能源存儲(chǔ)系統(tǒng)(EES)的廣泛應(yīng)用。NMC家族的多樣性正在增長(zhǎng)。
表2:鋰鎳錳鈷氧化物(NMC)的特性。
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