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111型、523型、811型三元锂电池是什么意思?有什么差别?

时间:2022-11-24 00:24:25 | 浏览:134

你的电动汽车都是用的什么电池?811锂电池、523锂电池、622锂电池、111锂电池,都是什么意思呢?三元电池又可以细分成NCM路线和NCA路线,NCM是指正极材料由镍钴锰三种材料按一定比例组合而成,产品类型从NCM111(N:C:M=1:

你的电动汽车都是用的什么电池?811锂电池、523锂电池、622锂电池、111锂电池,都是什么意思呢?

三元电池又可以细分成NCM路线和NCA路线,NCM是指正极材料由镍钴锰三种材料按一定比例组合而成,产品类型从NCM111(N:C:M=1:1:1)到532、622、811,随着镍含量的增加,电池能量密度也相应提升。

而NCA的正极材料是由镍钴铝构成,三种材料通常的配比为8:1.5:0.5。

目前锂离子电池产业重要集中在中日韩三国,我国以NCM为主,日本以NCA为主,韩国则是NCM和NCA齐头并进。

(1)811是指正极材料中镍钴铝或镍钴锰按8:1:1的比例进行搭配的三元锂电池。以这种比例搭配能够有效提高电池能量密度,容纳更多的电量。目前国内新能源车企大多数所使用的三元锂电池主要是镍钴锰(NCM)电池。

吉利的高端纯电品牌车型几何A、蔚来的ES6、小鹏G3等等新改款都是用的811电池,续航可以达到500公里左右。

(2)523型是指正极材料中镍钴铝或镍钴锰按5:2:3的比例进行搭配。

上汽的电动车就是采用的523型电池。

(3)622是指正极材料中镍钴铝或镍钴锰按5:2:3的比例进行搭配。

(3)111型则是指正极材料中镍钴铝或镍钴锰按1:1:1的比例进行搭配。

(4)NCA则是镍钴铝按8:1.5:0.5配比。


(一)中低镍的 NCM111(即111型)和 NCM523(即523型):

NCM111 型低镍材料是最早被提出的材料组成,研究最为深入,但成本高。111型电池中 Ni、Co、Mn 等过渡金属元素具有相同组成比例,兼具高倍率、长循环和高安全等性能优势。同时,因为 Ni、Mn 含量相等,其通过电子迁移后以 Ni2+、Mn4+形式搭配存在,没有多余的 Ni3+,所以 NCM111 是多元材料中最容易制备的。另外值得一提的是, Co 含量相对较高,对大电流充放电等倍率特性的发挥有利,但因为钴的价格很高,市场价30多万一吨,所以也带来材料成本偏高问题。

111型电池早期在手机、笔记本电脑、电动工具等应用市场被广泛选用。

与 NCM111 相比,NCM523具有较高的比容量、较低的成本、相近的热稳定性,使其一举成为市场用量最大的三元材料。广泛应用于笔记本电脑、充电宝、电动工具、电动自行车、混合电动车、纯电动汽车等众多领域。

(二)高镍的 NCM622、NCM811和NCA

NCM622型多元材料0.1C比容量约180mA·h/g,比NCM523高出近10mA·h/g。NCM622中的 LiNiO2所占比例已经达到 40%,其制备难度比 NCM111、NCM523 大幅提高。该材料的比容量较高,加工性能较好,已产业化并用于高端笔记本电脑用圆柱电池和高能量密度的纯电动车用电池中。

NCM811型多元材料 0.1C比容量达 200mA·h/g以上,比 NCM523高出 30mA·h/g。镍含量增加、钴含量降低, 使得 NCM811有望摆脱钴资源紧张带来的原料成本困境。811三元锂池的优点是能量密度高,成本比NCM523低,但热稳定性不如NMM523电池。

与前几种多元材料不同,市场上销售的NCM811大多并非严格地按 Ni∶Co∶Mn = 8∶1∶1 这个组成来制备的。Ni含量有可能是78%、83%、85%或 88%等多种组成,以追求更高的比容量和相对稳定的结构,最终实现良好的加工性、高能量密度、长循环寿命、高安全、高性价比等综合指标。

(三)NCA 层状材料 0.1C 比容量达到 200mA·h/g以上,与 NCM811 接近。

与 NCM811类似, NCA 大多并非严格地按 Ni∶Co∶Al = 80∶15∶5 这个组成制备。镍含量与 NCM811 相同时,由于 Al 含量不能太高,只能补充更多的Co,导致材料成本升高,没有市场竞争优势。因此,NCA 适合于面向更高镍组成的高容量电池应用,如镍含量达到89%、92%或95%等水平,以实现高能量密度、高安全、长寿命、高性价比等应用开发目标。近几年来,不同镍含量的 NCM/NCA 产品被陆续开发,以满足电动工具、混合电动车、纯电动汽车等多领域的各种细分应用市场需求。

“三元锂电池”应该是指以三元材料 (镍钴锰) 为正极的锂离子电池。三元材料是一类材料,可以用通式LiNixCoyMnzO2来表示,通常简写为“NCM”。式中x、y、z表示各元素的占比,比如LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2中镍、钴、锰的比例为5:2:3,因此简称“NCM523”,其他情况类同。

比钴酸锂、磷酸铁锂和锰酸锂正极材料,三元材料具有更高的克容量,充电电压。因此三元锂电池正在逐步取代磷酸铁锂成为汽车动力电池的主力军。

811三元锂池的优点是能量密度高,但热稳定性不够好。

523三元锂电池成本高,单体能量密度也低于811三元锂电池,但热稳定性明显优于811三元锂电池。

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