更新时间: 2023-03-12
三元锂离子电池的优缺点
三元锂离子电池在容量和安全性方面相对平衡,并且是具有优异的整体性能的电池。这三种金属元素的重要功能,优缺点如下:
Co3+:减少阳离子的混合占用,稳定材料的层状结构,降低电阻值,提高电导率并提高循环性能和速度。Ni2+:可以新增材料的容量(新增材料体积的能量密度)。由于Li和Ni的半径相似,过多的Ni也会由于与Li的位错以及锂层中镍离子的浓度而引起锂镍的混合放电。锂越大,在层状结构中将其去交织就越困难,从而导致不良的电化学性能。
Mn4+:不仅可以降低材料成本,而且可以提高材料的安全性和稳定性。但是,假如Mn的含量过多,则容易出现尖晶石相,破坏层状结构,因此会降低循环的容量和衰减。
高能量密度是三元锂离子电池的**优势,电压平台是电池能量密度的重要指标,它决定了电池的基本效率和成本。具有较高电压平台的An-time电池和三元材料锂离子电池的电池寿命更长。单个三元锂离子电池的放电电压平台高达3.7V,磷酸铁锂为3.2V,钛酸锂仅为2.3V。因此,从能量密度的角度来看,三元锂离子电池要优于磷酸锂,锰酸锂或钛酸锂具有**优势。
安全性差和循环寿命短是三元锂离子电池的重要缺点,特别是安全性能,这已成为限制其大规模执行和大规模集成应用的重要因素。大量实际测试表明,大容量三元电池难以通过针灸和超负荷等安全测试,这也是大容量三元电池通常引入更多锰甚至使用锰酸盐的原因。