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三元材料锂电池有哪些优缺点

来源:小鱼儿玄机2站  日期:2019-03-27 09:13  浏览量:

  三元材料锂电池有哪些优缺点?三元材料锂电池在容量与安全性方面比较均衡,是一款综合性能优异的电池。能量密度高是三元锂电池的优势,能量决定着电池的基本效能和成本,电压平台越高,比容量越大。本文小鱼儿玄机2站小编就和大家讲解锂电池的优缺点。

  三元材料锂电池有哪些优缺点?

  三元锂电池是锂电池的一种,主要是指做电池的正极材料,.通常锂电池的正极材料是钴酸锂。三元锂电池材料的优点就在于能量密度高,成本相对较低,循环性能优异,是目前量产的正极材料中潜力最大最有发展前景的一种。

三元锂电池.jpg

  三元材料锂电池优点

  在容量与安全性方面比较均衡的材料,循环性能好于正常钴酸锂,前期由于技术原因其标称电压只有3.5-3.6V,在使用范围方面有所限制,但到目前,随着配方的不断改进和结构完善,三元锂电池的标称电压已达到3.7V,在容量上已经达到或超过钴酸锂电池水平。

  三元材料锂电池各方面不断改性,循环次数不断增加,目前适当增加成本,已经可以达到1500次以上,而且三元材料的锂电池安全性能也在不断改善,越来越向磷酸铁锂靠近。近两年新出现的镍钴铝新三元材料,虽然在电池制造过程中对环境要求较高,但是其稳定性与安全性进一步提高,为多家电池厂所认可、试产。

  1、电压平台高。电压平台是三元锂电池能量密度的重要指标,决定着电池的基本效能和成本,因此对电池材料的选用,有重要的意义。电压平台越高,比容量越大,肯定同样体积、重量,甚至同样安时的电池,电压平台比较高的三元材料锂电池续航里程更远。三元锂电池材料的电压平台明显比磷酸铁锂高,高线可以达到4.2伏,放电平台可以达到3.6或者3.7伏。

  2、能量密度高

  3、振实密度高

  三元锂电池缺点:

  1、安全性差

  2、耐高温性差

  3、寿命差

  4、大功率放电差

  5、元素有毒

  三元材料锂电池存在的问题

  与电解液的匹配,在电解质和正极材料的界面处的反应和电荷传输会影响锂离子电池的性能,活性材料的腐蚀和电解液的分解将严重影响电荷在电极/电解液界面的传输。

  表面反应不均匀,来自韩国科学技术研究院的研究发现,NCA在充电过程中结构会发生变化,粒子表面的Li更容易脱出,造成表面的晶体和粒子结构变得不均匀,这种变化会使材料发生快速的容量衰减和阻抗上升。

  三元材料的研发方向,来自武汉大学的艾新平教授对下一代动力电池做出了预测,提到以NCM、NCA为正极,石墨类碳为负极的电池体系达到150~170Wh/kg的近期目标无难度,但安全性是制约三元锂电池其装车应用的主要障碍。

  未来的发展中,四个方向值得发掘:更高容量三元锂电池材料;更高功率的三元材料;合成方法的改进;与三元材料匹配的电解液添加剂的研究。

  目前基于安全性,商用车仍然较多使用磷酸铁锂,而乘用车逐步切换到三元锂锂电池路线。目前能量密度是最大的瓶颈,而三元锂路线的热稳定性短板则可以通过配套使用效率较高的热管理系统加以弥补。故而使得三元锂电池路线有望逐步成为后期技术主流路线。

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