三元鋰電池主要由正極材料、隔膜、電解液、負(fù)極材料和電池外殼構(gòu)成,正極材料為鋰的氧化物,隔膜為具有微孔結(jié)構(gòu)的高分子薄膜,可以讓鋰離子自由通過,但電子卻不能通過,電解液一般采用的是含有六氟磷酸鋰的碳酸酯類溶劑,負(fù)極材料由石墨或近似石墨結(jié)構(gòu)的碳構(gòu)成,電池外殼使用的是鍍鎳鐵殼、鋁塑膜或鋼殼等材料。
工作原理方面,三元鋰電池在充放電過程中鋰離子會在正極和負(fù)極之間移動。當(dāng)電池充電時,正極上生成的鋰離子會經(jīng)過電解液和隔膜最終嵌入到負(fù)極的微孔中。當(dāng)電池放電時,嵌在負(fù)極微孔中的鋰離子將會脫出,再經(jīng)過電解液和隔膜移動到正極。
三元鋰電池為鎳鈷錳酸鋰電池和鎳鈷鋁酸鋰電池,這兩種電池中所含的鎳鈷錳或鎳鈷鋁三種元素的比例可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。但鎳和鈷是目前三元鋰電池中不可缺少的元素,其中鎳的作用是提高電池能量密度和延長使用時間,鈷的作用是提高電池的穩(wěn)定性和導(dǎo)電率,從而改善電池的充/放電性能。
具體來說三元鋰離子電池是鋰離子電池的一種:重要是指做電池的正極材料,.通常鋰離子電池的正極材料是鈷酸鋰.
2、而用鎳鈷錳酸鋰做正極材料的鋰離子電池俗稱三元材料鋰離子電池,它價格比鈷酸鋰便宜,耐壓略高一點(diǎn),平均電壓略低,克容量略高一點(diǎn)但壓實(shí)比低一點(diǎn),同型號的電池容量略低于鈷酸鋰離子電池。
3、三元鋰離子電池的最大特點(diǎn)就是單位電能比較大,這是與磷酸鐵鋰離子電池相比的結(jié)果。
4、但是三元鋰離子電池的一個較大缺點(diǎn)是受到撞擊和高溫時起火點(diǎn)較低。所以對三元鋰離子電池的保護(hù)要求很高,以防意外。
三元鋰離子電池在容量與安全性方面比較均衡,是一款綜合性能優(yōu)異的電池。
一、三元鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)介紹:
Co3+:減少陽離子混合占位,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,過多的Ni也會因?yàn)榕cLi發(fā)生位錯現(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。但過高的Mn含量會容易出現(xiàn)尖晶石相而破壞層狀結(jié)構(gòu),使容量降低,循環(huán)衰減。
能量密度高、循環(huán)性能好是三元鋰離子電池的最大優(yōu)勢,而電壓平臺是電池能量密度的重要指標(biāo),決定著電池的基本效能和成本,電壓平臺越高,比容量越大,所以同樣體積、重量,甚至同樣安時的電池,電壓平臺比較高的三元材料鋰離子電池續(xù)航時間更長。
單體三元鋰離子電池放電電壓平臺高達(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說,三元鋰離子電池具有**優(yōu)勢。
三元鋰離子電池在冬季低溫0-5度的氣溫下下,大約是夏天的90%左右,有下降,但還不太明顯。更靠北方的地區(qū),下降的會更多一點(diǎn)。
二、三元鋰離子電池的缺點(diǎn)介紹:
三元材料動力鋰離子電池重要有鎳鈷鋁酸鋰離子電池、鎳鈷錳酸鋰離子電池等,由于鎳鈷鋁的高溫結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,導(dǎo)致高溫安全性差,且pH值過高易使單體脹氣,進(jìn)而引發(fā)危險,目前造價較高.