三元鋰正極材料結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)介紹
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-20 14:18
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三元材料是過(guò)去幾年的熱點(diǎn)，其中Ni成分，可以提高材料活性，提高能量密度；Co成分也是活性物質(zhì)，既能穩(wěn)定材料的層狀結(jié)構(gòu)，又能減小陽(yáng)離子混排，便于材料深度放電，從而提高材料的放電容量；Mn成分，在材料中起到支撐作用，提供充放電過(guò)程中的穩(wěn)定性。三元鋰，基本上綜合體現(xiàn)了幾種材料的優(yōu)點(diǎn)。
在三元材料這個(gè)大的類(lèi)別下面，材料中三種金屬元素比例不同，可以看成不同種類(lèi)的三元材料。一類(lèi)是Ni:Mn 等量型，第二類(lèi)是Ni:Mn 不等量型。
等量型的代表是NCM424和NCM111。在充放電過(guò)程中，+4 價(jià)的Mn不變價(jià)，在材料中起到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的作用，+2 價(jià)的Ni變?yōu)?4 價(jià)，失去兩個(gè)電子，使得材料有著高的比容量。
Ni、Mn不等量型，就是本文的主角，又叫高鎳型三元鋰，主要的代表型號(hào)是NCM523，NCM622和NCM811。富鎳型三元材料在電壓平臺(tái)低于4.4 V（相對(duì)于Li+/Li）時(shí)，一般認(rèn)為主要是Ni 為+2/+3 價(jià)參與氧化還原反應(yīng)，化合價(jià)升高到+4 價(jià)。當(dāng)電壓高于4.4 V 時(shí)，Co3+參與反應(yīng)變?yōu)?4 價(jià)，Mn4+不參加反應(yīng)起穩(wěn)定結(jié)構(gòu)作用。
