新鄉(xiāng)市豫馬電源材料有限公司
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問(wèn)題解答
news center三元鋰電池指其正極材料含有鎳鈷錳或鎳鈷鋁的鋰電池。鋰電池主要有三種類(lèi)型:三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池、鋰離子電池等。如今,國(guó)內(nèi)外三元鋰電池廠(chǎng)家基本上都能達(dá)到放電溫度-20攝氏度,放電容量超過(guò)50%,循環(huán)壽命400次,完全能滿(mǎn)足用戶(hù)需求。但在航空航天、軍事裝備等特殊產(chǎn)品中,鋰電池必須能夠達(dá)到較低的放電溫度,以滿(mǎn)足苛刻的使用條件。三元鋰電池是使用三種過(guò)渡金屬氧化物(鎳、鈷和錳)作為正極材料的鋰電池。該材料綜合了鈷酸鋰、鋰鎳和錳酸鋰三種材料的優(yōu)點(diǎn),所以它們的性能優(yōu)于任何一種單組分正極材料的鋰電池。
三元聚合物鋰電池由錳酸鎳鈷鋰和凝膠聚合物電解質(zhì)組成。電解液是鋰離子運(yùn)動(dòng)的傳遞介質(zhì),通常含有溶劑和鋰鹽。鋰二次電池的電解質(zhì)主要由液態(tài)電解質(zhì)、離子液體電解質(zhì)、固體聚合物電解質(zhì)和凝膠聚合物電解質(zhì)組成。
動(dòng)力電池是以高功率密度和每單位時(shí)間釋放更多的能量來(lái)支持大電流高速放電。容量是當(dāng)電池充放電速率增大時(shí)電池的容量。充放電倍率用C表示,1C表示電池額定容量可用1小時(shí),那么2C則可用30分鐘。目前,已有一些廠(chǎng)家達(dá)到了較高的放電率,但電池的穩(wěn)定性還有待提高,尤其是經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后,其循環(huán)壽命和放電倍數(shù)都會(huì)大大降低。
電池組溫度特性是其可靠性的標(biāo)志,可以通過(guò)改變環(huán)境溫度來(lái)評(píng)價(jià)電池的性能。根據(jù)鋰電池低溫放電特性和循環(huán)壽命,研究其低溫性能。主要是保持材料在低溫條件下的流動(dòng)性,使鋰離子在正負(fù)極之間自由穿梭,實(shí)現(xiàn)電池的正常充放電。
三元鋰電池的使用壽命長(zhǎng),其安全性比其它類(lèi)型的鋰電池高,所以一般不會(huì)爆炸。三元鋰電池能量密度高、安全性和穩(wěn)定性好、具有不錯(cuò)的電化學(xué)性能(如支持高速率放電)和較低的成本等優(yōu)勢(shì),已廣泛應(yīng)用于中小型鋰電池領(lǐng)域,如消費(fèi)電子產(chǎn)品、工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療器械、智能機(jī)器人、AGV物流車(chē)、無(wú)人機(jī)和新能源車(chē)等動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域,有著強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
三元鋰電池輸出電壓穩(wěn)定、輸出電壓高、性能穩(wěn)定、容量大、壽命長(zhǎng)、工作溫度范圍寬、安全環(huán)保無(wú)污染,所以三元鋰電池在未來(lái)的發(fā)展中還有很大的提升空間,但仍需不斷創(chuàng)新升級(jí),以達(dá)到改善自身缺陷的目的。
三元鋰電池的壽命是在使用到一定程度后,通過(guò)容量衰減率計(jì)算出來(lái),直至容量為零壽命終止。行業(yè)中的算法是三元鋰電池在充滿(mǎn)電后放電一次,即循環(huán)壽命。鋰電池組在使用過(guò)程中發(fā)生不可逆化學(xué)反應(yīng),會(huì)導(dǎo)致電池容量下降。例如使用不當(dāng)或**或極低溫時(shí)使用、電解溶液分解、活性物質(zhì)失活、正負(fù)極結(jié)構(gòu)崩塌等,都會(huì)導(dǎo)致容量降低。實(shí)驗(yàn)表明,較大的放電倍率會(huì)引起較大的功率衰減,在較低的放電電流下,電池電壓將接近平衡電壓,釋放更多能量。
三元鋰電池理論壽命為1200次,即完全循環(huán)壽命,按使用頻率來(lái)說(shuō),三天充放電一次,一年充放電120次,三元鋰電池壽命可達(dá)十年,即使在使用過(guò)程中有損耗,也可以達(dá)到八年以上,這是理論壽命。
在理論壽命上,三元鋰電池在鋰電池大家族中屬于中等壽命。磷酸鐵鋰電池大約是2000次,而鈦酸鋰被認(rèn)為可以10000次循環(huán)。當(dāng)前主流電池廠(chǎng)商在其生產(chǎn)的三元電池規(guī)格說(shuō)明書(shū)中承諾超過(guò)500次(標(biāo)準(zhǔn)條件下充放電),但在配組做成電池組后,由于電芯的電壓和內(nèi)阻不可能完全相同,其循環(huán)壽命約為400次。不建議進(jìn)行深度充放電,否則會(huì)對(duì)電池的正負(fù)極結(jié)構(gòu)造成不可逆的破壞,若以淺充淺放來(lái)計(jì)算,循環(huán)壽命至少為1000次。此外,鋰電池如果經(jīng)常在高倍率和高溫環(huán)境下放電,其電池壽命將大幅下降。
1.三元鋰電池具有**的能量密度,超長(zhǎng)的循環(huán)壽命,良好的溫度特性,穩(wěn)定的安全性能等優(yōu)點(diǎn),隨著鋰電池技術(shù)的進(jìn)一步突破,性?xún)r(jià)比越來(lái)越高,在儲(chǔ)能、動(dòng)力等領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛,是綠色城市解決方案的理想選擇。
2.三元鋰電池體積小、重量輕、優(yōu)化的智能管理系統(tǒng),可實(shí)時(shí)監(jiān)控和保護(hù)鋰電池的充、放電電流及單體電壓。
3.綠色環(huán)保,不論生產(chǎn)、使用和報(bào)廢,都不含有、也不產(chǎn)生任何有毒有害重金屬元素和物質(zhì)。
三元鋰離子電池,簡(jiǎn)稱(chēng)三元鋰電池,由三元聚合物組成,即鎳鈷錳酸鋰或鎳鈷鋁酸鋰,三元鋰是含有鎳(Ni)、鈷(Co)、錳(Mn)或鋁(Al)三種金屬元素的聚合物,作為三元鋰離子電池的正極,負(fù)極材料一般為石墨。
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)楹蚅i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),會(huì)使容量降低,循環(huán)衰減。
能量密度高、循環(huán)性能好是三元鋰電池的優(yōu)勢(shì),而電壓是電池能量密度的重要指標(biāo),決定著電池的基本性能和成本,電壓越高,容量越大。所以同樣體積、重量,甚至同樣安時(shí)的電池,電壓比較高的三元材料鋰電池續(xù)航時(shí)間更長(zhǎng)。
單體三元鋰電池放電電壓平臺(tái)高達(dá)3.7V,磷酸鐵鋰為3.2V,而鈦酸鋰僅為2.3V,因此從能量密度角度來(lái)說(shuō),三元鋰電池具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。
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