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镍钴锰三元锂离子电池正极材料的优点和作用
镍钴锰三元锂离子电池正极材料的优点和作用
  • 发布时间:2020-04-23 17:26

镍钴锰三元锂离子电池正极材料的优点和作用

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  镍钴锰三元锂离子电池正极材料的优点和作用。随着中国快速发展的经济和信息时代对电池新材料需求的增加,中国电池新材料市场将不断扩大。镍钴锰三元材料凭借电压稳定、容量高、振实密度较大、能量密度大等优点,逐年扩大在电池正极材料的市场份额,得到广泛的应用。下面来给大家解析镍钴锰三元锂离子电池正极材料的优点和作用。
 
 
  镍钴锰三元锂离子电池正极材料的优点
  优点:
  1、自放电率低,无污染,与多种电解质有着良好的相容性,与钴酸锂相比价格便宜,国内下一代动力电池主流材料;
 
  2、镍钴锰酸锂以相对廉价的镍和锰取代了钴酸锂中三分之二以上的钴,成本方面优势非常明显;
 
  3、和其他锂离子电池正极材料锰酸锂、磷酸亚铁锂相比,镍钴锰酸锂材料和钴酸锂在电化学性能和加工性能方面非常接近,使得镍钴锰酸锂材料成为新的电池材料而逐渐取代钴酸锂,成为新一代锂离子电池材料的宠儿;
 
  4、成本低廉,高克容量,工作电压与现有电解液匹配,安全性好。
 
  缺点:
  1、制备条件非常苛刻,商业化生产困难;
  2、热稳定性差,循环性能变差。
 
  镍钴锰三元锂离子电池正极材料的作用
  1、钴的作用在于可以稳定材料的层状结构,而且可以提高材料的循环和倍率性能,但过高的钴含量会导致实际容量降低;
 
  2、镍的作用在于提高增加材料的体积能量密度.但镍含量高(即高镍)的三元材料也会导致锂镍混排,从而造成锂的析出;
 
  3、锰的作用在于降低材料成本、提高材料安全性和结构稳定性,但过高的锰含量会破坏材料的层状结构,使材料的比容量降低;所以在以后材料发展中,在保持锰不变的前提下,提高镍含量,降低固含量,这个是成本及容量性能的综合考虑。
 
  在三元材料电池中钴可以稳定材料的层状结构,而且可以提高材料的循环和倍率性能。镍可以提高增加材料的体积能量密度。锰可以降低材料成本、提高材料安全性和结构稳定性。镍钴锰三元电池材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高,但是平台太低,用在手机上会有明显的容量不足的感觉,在一些山寨手机上已经有在用三元材料的电池了,特别是容量比较高的电池。
 
  在化合物中,镍呈现正二价,是主要的电化学活性元素;锰呈现正四价,不参与电化学反应,只对材料的结构稳定性和热稳定性提供保证;钴是正三价,部分参与电化学反应;其主要作用是保证材料层状结构的规整度、降低材料电化学极化、提高其倍率性能。该材料具有比容量高、高电压下结构稳定、安全性较好等优点.是目前看来最有应用前景的一种锂离子电池正极材料。
 
  镍钴锰凭借低廉的制备成本、高能量密度和优异的循环寿命在正极材料中的地位逐步显现出来。今后三元材料的研究的重点:优化合成工艺,进一步降低制备成本;探索新的制备方法,从而制备出具有高倍率性能的如纳米三元和具有特殊形貌的高振实密度三元材料。
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