锂离子电池三元正极材料有什么?它们的优势在哪儿?

2021-03-04      1781 次浏览

正极材料可为五种:钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂锰、磷酸铁锂、镍钴铝酸锂,锂离子电池三元正极材料占有较大比例。


锂离子电池三元正极材料,其用途在于降低材料成本、提高材料安全性和结构稳定性.但过高的锰含量会破坏材料的层状结构,使材料的比容量降低。


由于LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2比容量高,循环性能好,热稳定性好,而且锰、镍价格都比钴低,可大大降低材料的成本,是一种理想的锂离子电池正极材料。镍钴锰三元材料,有点镍酸锂混合钴酸锂混合锰酸锂的意思。


与镍酸锂相比,三元材料的能量密度有所欠缺,但是稳定性有很大的提高。与钴酸锂相比,三元材料的平台略低,材料成熟度有所差距,但是安全性和循环性,尤其是高充电电压的可行性更高。与锰酸锂相比,三元才老的安全性要低不少,但是高温性能和能量密度有很大的优势。


目前国内的三元一般是部分的替代钴酸锂使用领域,与锰酸锂或者钴酸锂混合用于中低端的电子消费品,与锰酸锂混合应用于中低端动力市场。


锂离子电池三元正极材料的优势有什么?


三元材料因其价格低廉,性能稳定,被称为是锂离子电池的首选材料,而以三元材料为正极的锂离子电池更是具有多种优势。


1.锂离子电池三元正极材料价格不贵,成本低


2.循环性能好于正常钴酸锂


日本松下、韩国LG化学、三星SDI等多采用三元锂离子电池的技术路线,比如新能源巨头特斯拉就采用了松下的镍钴铝酸锂三元锂离子电池,就是所谓的NCA,在ModelS和ModelX上采用的是组,而最新的MODEL3采用了更大容量的21700圆柱体电池组。


三元锂离子电池寿命是多长时间?


关于电池寿命,普通上锂离子电池使用寿命大概是5到20年,平均可以达到8年。不过以现在的技术水平,锂离子电池在电动汽车上的使用寿命大约只有3-5年。三元锂离子电池的循环次数在500到1000次左右,三元锂离子电池的理论寿命约为800次左右,磷酸铁锂离子电池寿命约为2000次。


理论上来讲,三元锂离子电池使用寿命是2000次充放电循环,也能维持5年多。假如进行1000次充放电循环,实质上三元锂离子电池已经衰减了50%,也就是说充满电只能跑原来里程的一半。另外,优秀的电池管理系统也能减缓三元锂离子电池衰减。但是电芯在配组做成锂离子电池包后,由于一致性问题,重要是电压和内阻不可能完全相同,其循环寿命大约为400次。


3.克容量略高于钴酸锂


4.容量与安全性方面比较均衡


5.耐过充性好、易于合成


6.在大电流充放电时,极化小。电池可持续3C充电,5C放电的高输入输出能力。


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