三元鋰離子電池怎么樣

本質(zhì)上，鋰是原子質(zhì)量最小的最輕金屬，原子量為6.94g/mol，ρ=0.53g/cm3。由于鋰具有化學(xué)活性，容易失去電子并氧化為L(zhǎng)i+，因此標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)在-3.045V時(shí)最負(fù)，電化學(xué)當(dāng)量最小為0.26g/Ah。高比能材料。三元鋰離子電池是指使用鎳鈷錳三過(guò)渡金屬氧化物作為正極材料的鋰二次電池。結(jié)合鈷酸鋰的優(yōu)異循環(huán)性能，鋰鎳比的高比容量以及錳酸鋰的高安全性和低成本，使用分子級(jí)混合，摻雜，涂層和表面改性方法合成了鎳。含有幾種元素（例如鈷和錳）的復(fù)合鋰層間氧化物。它是被廣泛研究和應(yīng)用的鋰離子可再充電電池。

第三節(jié)鋰離子電池壽命

所謂鋰離子電池壽命是指在一段時(shí)間使用后，電池容量會(huì)降低至標(biāo)稱容量的70％（室溫25°C電池容量，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和0.2C放電）。在工業(yè)上，循環(huán)壽命通常由鋰離子電池充滿和放電時(shí)的循環(huán)次數(shù)來(lái)計(jì)算。在使用過(guò)程中，鋰離子電池內(nèi)部發(fā)生不可逆的電化學(xué)反應(yīng)，從而降低了其容量，例如電解質(zhì)分解，活性物質(zhì)失活，正負(fù)電極結(jié)構(gòu)塌陷以及鋰離子數(shù)量。實(shí)驗(yàn)表明，放電速率越快，容量降低越快，放電電流越低，電池電壓達(dá)到平衡電壓，釋放出更多的能量。

三元鋰離子電池的理論壽命約為800倍，是商業(yè)可充電鋰離子電池的中等水平。磷酸鐵鋰約為2000次循環(huán)，鈦酸鋰據(jù)說(shuō)達(dá)到10,000次循環(huán)。目前，主流電池制造商已承諾在三次電池規(guī)格上（標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行充電和放電）超過(guò)500次，但是將電池組組裝到電池組中后，由于一致性問(wèn)題，電壓和內(nèi)阻，電阻不能完全相同，循環(huán)壽命大約是400倍。制造商建議啟用SOC的窗口范圍為10％到90％，不建議進(jìn)行心房放電。否則，可能會(huì)對(duì)電池的正極和負(fù)極結(jié)構(gòu)造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞。另外，當(dāng)鋰離子電池經(jīng)常在高溫和高溫環(huán)境下放電時(shí)，電池壽命將大大縮短至不足200倍。

三元鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)

三元鋰離子電池在容量和安全性方面相對(duì)平衡，并且是具有出色綜合性能的電池。這三種金屬元素的重要特點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是：

Co3+：減少陽(yáng)離子的混合份額，穩(wěn)定材料的層結(jié)構(gòu)，降低電阻值，提高電導(dǎo)率，改善循環(huán)和速度性能。

Ni2+：可以新增材料的容量（新增材料的體能密度）。由于Li和Ni的半徑相似，Ni過(guò)多會(huì)由于Li的電勢(shì)和鋰層中鎳離子的濃度而導(dǎo)致鋰鎳混合放電。鋰越大，在層狀結(jié)構(gòu)中脫嵌鋰越困難，導(dǎo)致較低的電化學(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。然而，假如Mn含量太高，則尖晶石相將容易出現(xiàn)并破壞層結(jié)構(gòu)，從而降低容量和循環(huán)阻尼。

高能量密度是三元鋰離子電池的最大優(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，電壓平臺(tái)越高，比容量越大。高壓平臺(tái)上的An-time電池和三材料鋰離子電池具有更長(zhǎng)的電池壽命。單個(gè)三效鋰離子電池的放電電壓平臺(tái)僅為3.7V，磷酸鋰鋰為3.2V，鈦酸鋰僅為2.3V，因此就能量密度而言，磷酸鐵鋰，錳酸鋰或鈦酸鋰是絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。有這個(gè)

安全性差和循環(huán)壽命短是三鋰離子電池的重要缺點(diǎn)，特別是安全性能，這已成為大型部署和大型集成應(yīng)用的重要限制因素。許多實(shí)際測(cè)試表明，大型三向電池很難通過(guò)針灸和過(guò)度充電等安全性測(cè)試，因此，大容量電池通常會(huì)引入更多的錳并使用錳酸鋰。500倍的循環(huán)壽命位于鋰離子電池的中間，因此3元素鋰離子電池最重要的應(yīng)用是3C數(shù)字等消費(fèi)電子產(chǎn)品。