什么是三元锂电池?
大家都听说过三元锂电池的名称,那么,为什么三元锂电池被称为三元锂电池?你指的是什么三元电池?这三者之间的关系是什么?今天我们将解决这个问题。
为什么它被称为三元锂电池?哪三元?
三元锂电池"正极材料采用锂镍钴锰酸或铝酸镍锂等三元聚合物锂离子二次电池,其中三元系指含有镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)或铝(Al)的聚合物,在三元锂电池中起正极作用;锂是指以六氟磷酸锂电解质为主的电解质,而负电极材料一般为石墨。
关于电池的命名,有两种常见的命名类型:
1.以电池中最重要的元素命名。
2.以电池的核心反应机理或特性命名的,如强调可折叠特性的柔性电池。
由于锂电池中的正极材料往往决定其能量密度,这是锂电池最重要的特点,所以正极材料命名最多。我们常说三元锂电池和磷酸铁锂电池属于这一类。
这三个要素之间有什么关系?
锂三元之所以被继承,不仅是因为它的名字很好记住,还因为镍、钴、锰(或铝)这三种金属元素的聚合物在电池中起着巨大的作用。那么,这三种金属元素都起着什么作用呢?
1.镍饼
镍是活性金属中的二次基团,其主要功能是增加电池的体积能量密度,是增加里程的主要突破口,但过多的含量会导致镍离子占据锂离子位置(镍氢混排),导致容量下降。
2.钴粉
钴也是二次基团中的一种活性金属,它可以抑制阳离子的混合,从而提高电池的稳定性,延长电池的使用寿命。此外,它还决定了电池的充放电速度和效率(倍率性能),但过高的钴含量会导致电池实际容量的下降。
3.铝或锰
锰或铝的作用是降低材料成本,毕竟镍和钴是非常昂贵的稀有金属,可以提高电池的安全性和稳定性。
在三元锂电池的正极材料中,镍、钴、锰(或铝)这三种金属元素是不可或缺的,多一种或少一种元素会影响其最终性能或不成为电池,但根据我们自己的需要,我们适当地调整锂电池中镍、钴、锰(或铝)的混合比(摩尔比),使锂电池表现出不同的特性。
镍、钴、锰(或铝)如何混合才能让电池使用时间更长?
镍是三元锂电池的能量密度决定因素,如果你想跑得更远,就增加它的含量;如果你想让三元锂电池更便宜,就增加锰或铝的比例。
根据正极材料中镍、钴、锰(或铝)的混合比例,我们可以将三元锂电池分成不同的体系。
例如,在1:1:1的条件下,镍与钴、锰的比值为333;
或8:1:1高镍811系统等。
总而言之,第一个数字越高,它跑得越远,但成本越高,安全性就越低;最后一个数字越高,它就越近,而且最便宜。
如果你想跑得更远、更安全,你必然会增加三元材料中镍与钴的比例,但你也必须承担镍的活泼化学性质和钴稀有金属(而不是鱼和熊爪)的高成本所造成的安全风险。
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