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三元锂电池的特点

2022-11-24 00:28:30 2487

摘要:三元锂电池概念:三元聚合物锂电池,是指正极材料使用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)或者镍钴铝酸锂的三元正极材料的锂电池,三元复合正极材料是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整,由于它综合了钴酸锂,镍酸锂和锰酸...

三元锂电池概念:三元聚合物锂电池,是指正极材料使用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)或者镍钴铝酸锂的三元正极材料的锂电池,三元复合正极材料是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整,由于它综合了钴酸锂,镍酸锂和锰酸锂三类材料的优点,性能优于以上任一单一组分正极材料。

三元材料的18650

三元材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高,但是电压太低,能量密度也会低一些,放电平台会低很多,如果用在手机上(手机截止电压一般在3.0V左右)会有明显的容量不足的感觉。三元材料的放电平台在4.2-3.7V。但这只是相对钴酸锂电池而言。目前智能手机一般采用的是钴酸锂电池,放电平台会高很多,在4.45-3.85V.


我们先来了解下动力电池的一些概念

动力电池是指电池可以支持高倍率的大电流放电,功率额度高,短时间内能够释放更多的能量。在实际应用中,像汽车启动电源,无人飞机等是最常见的。还有电动工具市场,汽车电池等。倍率放电能力是指的是充放电倍率增加的情况下,电池容量的保持能力。充放电的倍率用xC表示,1C意味着电池的标称容量能在1h用完,而以2C的倍率放电则可用30min。

电池的动力/倍率性能与电池的设计密切相关,受多种因素的影响,比如电解液,隔膜,活性材料的类型,活性颗粒的大小等等。目前国内外的三元锂电池厂家基本都能做到-20度的放电温度,且放电容量大于50%,循环寿命在400次左右,完全可以满足普通用户的需求。

汽车电池

三元锂电池具有以下优点:

一、应用前景广阔

目前在消费类数码电子产品,工业设备,医疗仪器,电动工具等中小型锂电池领域获得了广泛应用,并在智能机器人,AGV物流车,无人机和新能源汽车等动力锂电池领域显示出了强劲的发展潜力。

无人机

二、成本适中,材料配比灵活

由于它综合了钴酸锂,镍酸锂和锰酸锂三类材料的优点,性能优于以上任一单一组分正极材料。实验分析表明,三种不同化合价的元素形成了超晶格结构,三种组分之间存在明显的协同效应,使得材料更加稳定,且放电平台高达3.6V,因此被认为是最有应用前景的正极材料之一。

三种元素中,钴酸锂最为稀少,且大部分矿产在国外,价格也非常昂贵。其余两种获取相对容易些,从而能够降低成本。针对大部分的用电产品,只要对放电平台要求不是特别高的话,都可以按一定比例使用三元材料体系来生产,并且配比也不是固定的,可以按需定制。以达到最优的性价比。

三、三元动力电池表现优异,占据主导地位

通过实际应用我们可以看到三元动力电池应用最具代表性的地方就是汽车电池方面,目前在汽车动力电池,三元锂占据了绝大部分市场。宁德时代就是最典型的龙头代表。包括中航创新、蜂巢能源,孚能科技、国轩高科、EVE、欣旺达等头部企业都采用了三元锂电池。特斯拉同样采用的是三元动力电池。

宁德时代


后记:三元锂只是正极材料其中的一种,还有很多配比都在相互渗透,例如这两年的磷酸铁锂体系发展的就非常快,因为它的能量密度得到了一定程度的提升。还有钠离子电池,钛酸锂电池等概念的提出。

短时间内三元材料的动力电池仍占据主导地位,但其它体系的正极材料不断发展也在慢慢地渗透。一切都在变化中。

让我们拭目以待哪一种材料体系能够冲出重围!

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