【干货】一文读懂三元锂动力电池体系_亚博集团

本文摘要:众所周知,以三元材料为正极材料的动力锂电池,由于其最重要的优点:容量低、循环稳定性好、成本高,近年来逐渐占据了动力电池行业最重要的地位。

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众所周知,以三元材料为正极材料的动力锂电池,由于其最重要的优点:容量低、循环稳定性好、成本高,近年来逐渐占据了动力电池行业最重要的地位。在新能源汽车中,三元锂电池的份额高达磷酸铁锂电池的份额,成为亮点。吉利、奇瑞、长安、Zotye、中国等大部分国内主流车企都在竞相销售使用三元动力电池的新能源汽车。

比如北汽EV系列、奇瑞eQ、阿里索3EV、江淮iEV4、Zotye Cloud 100、吉利帝豪EV等。那么三元电池变强的原因是什么呢?如前文《手把手带上你了解锂离子电池》所述,锂离子电池的性能主要与负极材料不同,锂离子电池一般以负极材料命名。市场上的三元材料电池多指以镍、钴、锰为正极材料的锂离子电池。

发现三元负极材料中镍、钴、锰的比例可以在一定范围内调节,其性能随镍、钴、锰比例的不同而变化。因此,为了进一步降低钴、镍等低成本过渡金属的含量,进一步提高负极材料的性能,世界各国在镍-钴-锰三元材料的研发方面做了大量的工作,明确提出了多种不同镍-钴-锰比的三元材料体系,包括333,523,811体系等。一些系统已经成功地构建用于工业生产并应用于。

1.镍-钴-锰三元阴极材料的结构特征一般来说,镍-钴-锰三元材料的响应为LiNixCoyMnzO2,其中x y z=1。根据三种元素的摩尔比(X: Y: Z比)不同,称为不同的体系,如镍、钴、锰摩尔比(X: Y: Z)为1: 1: 1的三元材料,称为333型;摩尔比为5: 2: 3的体系称为523体系。333型、523型、811型等三元物质都属于六方系层状岩盐结构,如图1所示。图1-NaFeO _ 2层状岩盐结构图在Ni-Co-Mn三元材料中,三种元素的主要价态分别为二价、三价和四价,Ni为主要活性元素。

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电池过程中的反应和电荷转移如下:负反应:LiMo 2 ll 1-xmo 2 Xli xe-负反应:nC xLi xe-LixCn总反应:LiMo 2 cl 1-xmo 2 LiXcn一般来说,活性金属组分含量越高,材料容量越大,但当Ni含量过低时,不会造成Ni2占据Li取向,激活阳离子的混合放电,导致容量降低。Co也是活性金属,但能诱导阳离子混合放电,从而稳定材料的层状结构;Mn不参与电化学反应,可以获得安全性和稳定性,降低成本。2.不同体系的镍钴锰三元锂离子电池特点目前市场上镍钴锰三元电池不多,如523、111、811体系等。图2可以帮助我们直观地了解每个系统的特点及其差异。

图2镍钴锰三角模型定律图作为车载动力电池,市场明确提出了对其能量密度更为严格的排斥。然而,鱼和熊掌不能兼得。

从图2可以看出,要想获得能量密度低、安全稳定的动力电池,必须降低三元材料中Ni和Co的比例。预测的是镍的开朗特性带来的安全隐患和钴资源缺乏带来的成本增加。

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