鋰電池三元正極材料的優(yōu)勢(shì)主要有哪些？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-08-11 13:28
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三元材料因其價(jià)格低廉，性能穩(wěn)定，被稱(chēng)為是鋰電池的首選材料，而以三元材料為正極的鋰電池更是具有多種優(yōu)勢(shì)。
1.鋰電池三元正極材料價(jià)格不貴，成本低
2.循環(huán)性能好于正常鈷酸鋰
3.克容量略高于鈷酸鋰
4.容量與安全性方面比較均衡
5.耐過(guò)充性好、易于合成
6.在大電流充放電時(shí)，極化小。電池可持續(xù)3C充電，5C放電的高輸入輸出能力。
三元鋰電池的最大特點(diǎn)就是單位電能比較大，這是與磷酸鐵鋰電池相比的結(jié)果。但是三元鋰電池的一個(gè)較大缺點(diǎn)是受到撞擊和高溫時(shí)起火點(diǎn)較低。所以對(duì)三元鋰電池的保護(hù)要求很高，以防意外。
三元鋰電池在容量與安全性方面比較均衡，是一款綜合性能優(yōu)異的電池。三種金屬元素的主要作用和優(yōu)點(diǎn)如下：
Co3+：減少陽(yáng)離子混合占位，穩(wěn)定材料的層狀結(jié)構(gòu)，降低阻抗值，提高電導(dǎo)率，提高循環(huán)和效率性能。
Ni2+：可提高材料的容量（提高材料的體積能量密度），而由于Li和Ni相似的半徑，過(guò)多的Ni也會(huì)因?yàn)榕cLi發(fā)生位錯(cuò)現(xiàn)象導(dǎo)致鋰鎳混排，鋰層中鎳離子濃度越大，鋰在層狀結(jié)構(gòu)中的脫嵌越難，導(dǎo)致電化學(xué)性能變差。
Mn4+：不僅可以降低材料成本，而且還可以提高材料的安全性和穩(wěn)定性。但過(guò)高的Mn含量會(huì)容易出現(xiàn)尖晶石相而破壞層狀結(jié)構(gòu)，使容量降低，循環(huán)衰減。
能量密度高是三元鋰電池的最大優(yōu)勢(shì)，而電壓平臺(tái)是電池能量密度的重要指標(biāo)，決定著電池的基本效能和成本，電壓平臺(tái)越高，比容量越大，所以同樣體積、重量，甚至同樣安時(shí)的電池，電壓平臺(tái)比較高的三元材料鋰電池續(xù)航時(shí)間更長(zhǎng)。
三元鋰電池在冬季低溫0-5度的氣溫下下，大約是夏天的90%左右，有下降，但還不太明顯。更靠北方的地區(qū)，下降的會(huì)更多一點(diǎn)。
鋰電池三元材料逐漸向具有更高比容量的高鎳組成鋰電池三元材料發(fā)展。通過(guò)優(yōu)化合成工藝、有效的包裹或摻雜，可以提高材料的循環(huán)和賠率性能，并且可以提高安全性的同時(shí)提高充放電截止電壓，從而獲得更高的比容量。近年來(lái)，三元材料中的產(chǎn)量不斷提高。前瞻預(yù)判未來(lái)三元鋰電池正極材料的比重將會(huì)不斷提升。
