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          三元鋰電池的優缺點

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          三元鋰電池在容量與安全性方面比較均衡,是一款綜合性能優異的電池。三種金屬元素的主要作用和優缺點如下:

           

          Co3+:減少陽離子混合占位,穩定材料的層狀結構,降低阻抗值,提高電導率,提高循環和倍率性能。

           

          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也會因為與Li發生位錯現象導致鋰鎳混排,鋰層中鎳離子濃度越大,鋰在層狀結構中的脫嵌越難,導致電化學性能變差。

           

          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定性。但過高的Mn含量會容易出現尖晶石相而破壞層狀結構,使容量降低,循環衰減。

           

          能量密度高是三元鋰電池的最大優勢,而電壓平臺是電池能量密度的重要指標,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電池續航時間更長。單體三元鋰電池放電電壓平臺高達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,三元鋰電池比磷酸鐵鋰,錳酸鋰或者鈦酸鋰具有絕對優勢。

           

          安全性較差和循環壽命較短是三元鋰電池的主要短板,尤其是安全性能,是一直限制其大規模配組,和大規模集成應用的一個主要因素。大量實測表明,容量較大的三元電池很難通過針刺和過充等安全性測試,這也是大容量電池中一般都要多引入錳元素,甚至混合錳酸鋰一起使用的原因。500次的循環壽命在鋰電池中屬于中等偏下,因此三元鋰電池目前最主要的應用領域是3C數碼等消費類電子產品。

           

          2021年4月15日 15:19
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