三元鋰離子電池怎么樣

本質(zhì)上，鋰是原子質(zhì)量最小的最輕金屬，原子量為6.94g/mol，ρ=0.53g/cm3。由于鋰具有化學(xué)活性，容易失去電子并氧化為Li+，因此標(biāo)準(zhǔn)電極電勢在-3.045V時最負，電化學(xué)當(dāng)量最小為0.26g/Ah。高比能材料。三元鋰離子電池是指使用鎳鈷錳三過渡金屬氧化物作為正極材料的鋰二次電池。結(jié)合鈷酸鋰的優(yōu)異循環(huán)性能，鋰鎳比的高比容量以及錳酸鋰的高安全性和低成本，使用分子級混合，摻雜，涂層和表面改性方法合成了鎳。含有幾種元素（例如鈷和錳）的復(fù)合鋰層間氧化物。它是被廣泛研究和應(yīng)用的鋰離子可再充電電池。

第三節(jié)鋰離子電池壽命

所謂鋰離子電池壽命是指在一段時間使用后，電池容量會降低至標(biāo)稱容量的70％（室溫25°C電池容量，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓和0.2C放電）。在工業(yè)上，循環(huán)壽命通常由鋰離子電池充滿和放電時的循環(huán)次數(shù)來計算。在使用過程中，鋰離子電池內(nèi)部發(fā)生不可逆的電化學(xué)反應(yīng)，從而降低了其容量，例如電解質(zhì)分解，活性物質(zhì)失活，正負電極結(jié)構(gòu)塌陷以及鋰離子數(shù)量。實驗表明，放電速率越快，容量降低越快，放電電流越低，電池電壓達到平衡電壓，釋放出更多的能量。

三元鋰離子電池的理論壽命約為800倍，是商業(yè)可充電鋰離子電池的中等水平。磷酸鐵鋰約為2000次循環(huán)，鈦酸鋰據(jù)說達到10,000次循環(huán)。目前，主流電池制造商已承諾在三次電池規(guī)格上（標(biāo)準(zhǔn)條件下進行充電和放電）超過500次，但是將電池組組裝到電池組中后，由于一致性問題，電壓和內(nèi)阻，電阻不能完全相同，循環(huán)壽命大約是400倍。制造商建議啟用SOC的窗口范圍為10％到90％，不建議進行心房放電。否則，可能會對電池的正極和負極結(jié)構(gòu)造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞。另外，當(dāng)鋰離子電池經(jīng)常在高溫和高溫環(huán)境下放電時，電池壽命將大大縮短至不足200倍。

三元鋰離子電池的優(yōu)缺點

三元鋰離子電池在容量和安全性方面相對平衡，并且是具有出色綜合性能的電池。這三種金屬元素的重要特點，優(yōu)點和缺點是：

Co3+：減少陽離子的混合份額，穩(wěn)定材料的層結(jié)構(gòu)，降低電阻值，提高電導(dǎo)率，改善循環(huán)和速度性能。

Ni2+：可以新增材料的容量（新增材料的體能密度）。由于Li和Ni的半徑相似，Ni過多會由于Li的電勢和鋰層中鎳離子的濃度而導(dǎo)致鋰鎳混合放電。鋰越大，在層狀結(jié)構(gòu)中脫嵌鋰越困難，導(dǎo)致較低的電化學(xué)性能。Mn4+：不僅可以降低材料成本，而且可以提高材料的安全性和穩(wěn)定性。然而，假如Mn含量太高，則尖晶石相將容易出現(xiàn)并破壞層結(jié)構(gòu)，從而降低容量和循環(huán)阻尼。

高能量密度是三元鋰離子電池的最大優(yōu)勢，電壓平臺是電池能量密度的重要指標(biāo)，它決定了電池的基本效率和成本，電壓平臺越高，比容量越大。高壓平臺上的An-time電池和三材料鋰離子電池具有更長的電池壽命。單個三效鋰離子電池的放電電壓平臺僅為3.7V，磷酸鋰鋰為3.2V，鈦酸鋰僅為2.3V，因此就能量密度而言，磷酸鐵鋰，錳酸鋰或鈦酸鋰是絕對優(yōu)勢。有這個

安全性差和循環(huán)壽命短是三鋰離子電池的重要缺點，特別是安全性能，這已成為大型部署和大型集成應(yīng)用的重要限制因素。許多實際測試表明，大型三向電池很難通過針灸和過度充電等安全性測試，因此，大容量電池通常會引入更多的錳并使用錳酸鋰。500倍的循環(huán)壽命位于鋰離子電池的中間，因此3元素鋰離子電池最重要的應(yīng)用是3C數(shù)字等消費電子產(chǎn)品。