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三元锂离子电池优缺点的分析

钜大LARGE  |  点击量:76次  |  2021年01月23日  

摘要
三元锂电池占了相当多一部分,这是因为三元锂电池体积更小、能力密度更高、耐低温、循环性能也更好,所以成为新能源乘用车的主流。三元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。三种金属元素的

三元锂离子电池占了相当多一部分,这是因为三元锂离子电池体积更小、能力密度更高、耐低温、循环性能也更好,所以成为新能源乘用车的主流。三元锂离子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。三种金属元素的重要用途和优缺点如下:


Co3+:减少阳离子混合占位,稳定材料的层状结构,降低阻抗值,提高电导率,提高循环和倍率性能。


Ni2+:可提高材料的容量(提高材料的体积能量密度),而由于Li和Ni相似的半径,过多的Ni也会因为与Li发生位错现象导致锂镍混排,锂层中镍离子浓度越大,锂在层状结构中的脱嵌越难,导致电化学性能变差。


Mn4+:不仅可以降低材料成本,而且还可以提高材料的安全性和稳定性。但过高的Mn含量会容易出现尖晶石相而破坏层状结构,使容量降低,循环衰减。


能量密度高是三元锂离子电池的最大优势,而电压平台是电池能量密度的重要指标,决定着电池的基本效能和成本,电压平台越高,比容量越大,所以同样体积、重量,甚至同样安时的电池,电压平台比较高的三元材料锂离子电池续航时间更长。


三元锂离子电池的缺点也导致采用了三元锂离子电池的新能源客车没有办法进入新能源车型目录,原因是安全性。三元锂离子电池热稳定性较差,在250-300℃高温就会出现分解,并且三元锂材料的化学反应尤其强烈,一旦释放氧分子,在高温用途下电解液迅速燃烧,随即发生爆燃现象。


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