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三元鋰電池有哪些優(yōu)缺點(diǎn),三元鋰電池一般能用多久?

三元鋰電池有哪些優(yōu)缺點(diǎn),三元鋰電池一般能用多久?

發(fā)布人:Jay 發(fā)布時(shí)間:2022-09-07 瀏覽次數(shù):2743

三元鋰電池是使用三種鎳鈷錳過(guò)渡金屬氧化物作為正極材料的二次鋰離子電池。它完全結(jié)合了鈷酸鋰循環(huán)的良好性能,鎳酸鋰的高比容量以及錳酸鋰的高安全性和低成本,是通過(guò)混合,摻雜,涂覆和表面改性的方法合成鎳的在分子水平上具有多種元素(例如鈷和錳)的復(fù)合鋰插層氧化物。它是已被廣泛研究和應(yīng)用的可再充電鋰離子電池。

三元鋰電池

一、三元鋰電池有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?

1、三元鋰電池的優(yōu)點(diǎn)是:體積更小,容量密度更高,耐低溫,循環(huán)性能更好,是新能源乘用車的主流。

2、三元鋰電池缺點(diǎn)是:熱穩(wěn)定性差,在250-300℃會(huì)分解,三元鋰材料的化學(xué)反應(yīng)特別強(qiáng)烈。一旦釋放出氧分子,電解液就會(huì)在高溫作用下迅速燃燒,進(jìn)而發(fā)生爆燃。

三元鋰電池在容量和安全性方面相對(duì)平衡,并且是具有優(yōu)異的整體性能的電池。這三種金屬元素的重要功能。

三種金屬元素優(yōu)缺點(diǎn)如下:

Co3+:減少陽(yáng)離子的混合占用,穩(wěn)定材料的層狀結(jié)構(gòu),降低電阻值,提高電導(dǎo)率并提高循環(huán)性能和速度。

Ni2+:可以新增材料的容量(新增材料體積的能量密度)。由于Li和Ni的半徑相似,過(guò)多的Ni也會(huì)由于與Li的位錯(cuò)以及鋰層中鎳離子的濃度而引起鋰鎳的混合放電。鋰越大,在層狀結(jié)構(gòu)中將其去交織就越困難,從而導(dǎo)致不良的電化學(xué)性能。

Mn4+:不僅可以降低材料成本,而且可以提高材料的安全性和穩(wěn)定性。但是,假如Mn的含量過(guò)多,則容易出現(xiàn)尖晶石相,破壞層狀結(jié)構(gòu),因此會(huì)降低循環(huán)的容量和衰減。

高能量密度是三元鋰電池的最大優(yōu)勢(shì),電壓平臺(tái)是電池能量密度的重要指標(biāo),它決定了電池的基本效率和成本。具有較高電壓平臺(tái)的An-time電池和三元材料鋰離子電池的電池壽命更長(zhǎng)。單個(gè)三元鋰電池的放電電壓平臺(tái)高達(dá)3.7V,磷酸鐵鋰為3.2V,鈦酸鋰僅為2.3V。因此,從能量密度的角度來(lái)看,三元鋰電池要優(yōu)于磷酸鋰,錳酸鋰或鈦酸鋰具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

安全性差和循環(huán)壽命短是三元鋰電池的重要缺點(diǎn),特別是安全性能,這已成為限制其大規(guī)模執(zhí)行和大規(guī)模集成應(yīng)用的重要因素。大量實(shí)際測(cè)試表明,大容量三元電池難以通過(guò)針灸和超負(fù)荷等安全測(cè)試,這也是大容量三元電池通常引入更多錳甚至使用錳酸鹽的原因。

二、三元鋰電池一般能用多久?

三元鋰電池的理論壽命約為800次循環(huán),這是商用可充電鋰離子電池中的平均壽命。磷酸鐵鋰持續(xù)約2000個(gè)循環(huán),而鈦酸鋰達(dá)到10000個(gè)循環(huán)。目前傳統(tǒng)的電池制造商已經(jīng)承諾其三元電池的規(guī)格超過(guò)500倍(在標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行充電和放電),但是在將電池組組裝成電池組之后,由于問(wèn)題電阻,電阻和內(nèi)部電阻的關(guān)系不能完全相同,其壽命約為400倍。

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