三元鋰電池的循環(huán)性能最高可達(dá)多少次?三元鋰電池的技術(shù)改進(jìn)方向
三元鋰電池是以鎳錳鈷氧化物合成的三元材料為正極材料的鋰離子電池,三元鋰電池利用鋰鎳氧較鋰鈷氧價格低廉而性能相近的特點,具有自己的獨特價值。
一、 三元鋰電池的性能:
鎳具有優(yōu)秀的嵌鋰性能,層狀三元材料具有比容量高、電壓平臺較高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、良好的熱穩(wěn)定和循環(huán)性能優(yōu)點,是一種很有應(yīng)用前景的正極材料。
三元鋰電池的高容量是其很大的優(yōu)勢,循環(huán)性能大于500次,首次可逆容量充放電區(qū)間大于160mAh/g;這種高容量也來源于它的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,三元結(jié)構(gòu)可以有效地提高充放電時晶格的穩(wěn)定性,達(dá)到不減少放電容量并提高充放電壽命特征的效果;與錳酸鋰電池和鈷酸鋰電池一樣,三元鋰電池的過充保護(hù)電壓為4.2V,過放保護(hù)電壓為2.75V。
此外,三元鋰電池可以根據(jù)形狀、外殼、材料配方做成不同容量的鋰電池。
二、 三元鋰電池的劣勢體現(xiàn)在制造環(huán)節(jié):
三元鋰電池中三元材料的合成容易,但是容易產(chǎn)生鋰鎳混排,所以,在這個工序上難度較大,處理不好的話,對電池性能會造成很大影響。
三、三元鋰電池的技術(shù)改進(jìn)方向:
1、低鈷三元鋰電池:進(jìn)一步降低鈷含量,從而提升三元鋰電池的降價空間,目前已經(jīng)有鈷含量降到15%的三元材料得到應(yīng)用;
2、高鎳三元鋰電池:增加鎳含量可以增加材料的克容量、高鎳產(chǎn)品是大型電池發(fā)展的理想材料;
3、與鈦酸鋰負(fù)極相結(jié)合的三元鋰電池:該電池體系電壓平臺相對石墨和碳負(fù)極低約1.5V,但其低溫放電性能比磷酸鐵鋰好,而且循環(huán)性能更優(yōu)。
四、應(yīng)用及前景:
三元鋰電池的高容量和高安全性特點是其他材料所不及的,中國從2004年開始開發(fā)三元材料,目前在鋰離子電池中的比例達(dá)到10%,隨著電動工具和筆記本電池的擴(kuò)大,份額會有增加
作為鋰離子電池正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液四種主要材料全部自主制造的企業(yè),三菱化學(xué)于去年展出了將四種材料技術(shù)整合為一體的鋰離子電池產(chǎn)品。
這款三元鋰電池“NMC07”具有以下幾個特點:
1、正極材料:減少了價格昂貴的Co元素比例,三菱鋰電池鎳、錳、鈷比例為45:45:10,使鈷的比例由普通三元正極材料的33%降到10%,同時,通過鎳比例的提高擴(kuò)大了容量,成為大容量鋰電池的正極材料來源。
2、負(fù)極材料:采用天然石墨“MPG ”。不過,此次采用的是在石墨表面涂覆碳層進(jìn)行了改質(zhì)的新MPG,這種新的石墨技術(shù)提高了界面膜的熱分解溫度,有利于提高安全性。
3、電解液:采用噴霧干燥法制造,與通常的共沉淀法相比,所得電解液產(chǎn)品粒度細(xì)小、均勻、速溶性好,電解液容易滲透。在材料方面,采用了比目前的主力商品“SOL-RITE”更能抑制電極表面副反應(yīng)的新材料。
4、隔膜:三層結(jié)構(gòu)。
經(jīng)過材料和技術(shù)改進(jìn),NMC07鋰離子電池降低了反應(yīng)電阻,可以獲得更高的輸出功率,輸出電壓高達(dá)4.6V。
三菱化學(xué)是全球全面生產(chǎn)鋰電池關(guān)鍵材料的化工企業(yè),根據(jù)其規(guī)劃,公司四大組件的產(chǎn)能在2015年將得到全面提高:正極材料15,000噸,負(fù)極材料35,000噸,隔膜72,000平方公尺,電解液50,000噸。從這次三菱化學(xué)展示自己的鋰電池產(chǎn)品可以看出,公司已經(jīng)不滿足于鋰電池組件供應(yīng)商的角色定位,而是轉(zhuǎn)向了綜合實力的展現(xiàn)。
















