數(shù)碼相機鋰聚合物電池
803243 1050mah 3.7v
厚度：8.0mm
寬度：32.0mm
長度：43.0mm Max ( 含保護板)
鋰電池、聚合物電池 正極材料：鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料
來源：藍泰陽作者：Blue Taiyang瀏覽次數(shù)：1974發(fā)布時間：2022-05-14 20:41:31
鋰電池、聚合物電池 正極材料：鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料
鈷酸鋰：
具有六方層狀結(jié)構(gòu)的鈷酸鋰是目前用量最大的鋰離子電池正極材料,標稱電壓為3.7V,主要制作成中小型號電池而廣泛應(yīng)用于3C產(chǎn)品。其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、比容量高、綜合性能突出,但是安全性差、成本非常高。隨著人們對電池壽命和比能量要求的提高,鈷酸鋰正極材料主要朝低比斷鈷材鄰保以使容表面積、高壓實密度和高充電電壓趨勢發(fā)展。鈷酸鋰主要采用固相燒結(jié)方法制備。
錳酸鋰：
尖晶石結(jié)構(gòu)的錳酸鋰的標稱電壓為3.8V,是一種成本低、安全性高的正極材料,但是其材料容易發(fā)生Mn離子的溶解,高溫時尤其顯著,因此其循環(huán)壽命衰減較快,容易發(fā)生鼓脹,目前主要和其他正極材料混合使用,用于大/中型號的動力電池以降低電芯成本。經(jīng)晶面調(diào)控和表面包覆改性,錳酸鋰材料的高溫性能和循環(huán)壽命可得到一定程度的提高,也是目前此類材料技術(shù)的主要發(fā)展方向。尖晶石錳酸鋰目前主要采用電解二氧化錳為原料,與碳酸鉀、氫氧化鋰等鋰源固相燒結(jié)制備而成。
三元材料：
與鉆酸鋰晶體結(jié)構(gòu)極為相似的層狀結(jié)構(gòu)鋰鎳鈷錳氧化物(LiNix.CoMn1-x-yO2)俗稱為三元材料。這是一類在比能量、循環(huán)性、安全性和成本方面可以均衡與調(diào)控的材料。前期由于技術(shù)原因其標稱電壓只有3.5-3.6V,在使用范圍方面有所限制,但目前隨著技術(shù)工藝的不斷改進和完善,電池的標稱電壓已達到3.7V,在容量上已經(jīng)達到或超過鉆酸鋰的水平。目前國內(nèi)外的小型高倍率動力電池大部分使用三元正極材料,全球范圍內(nèi)鋰離子動力電池市場約80%份額為三元基動力電池。三元材料中鎳(Ni)、鉆(Co)、錳(Mn)都是元素周期表中同周期且相鄰的元素,因此它們的氧化物能以任何比例混合形成固溶體,同時又可保持層狀嵌鋰結(jié)構(gòu)不變。當然Ni、Co、Mn三種元素的計量比需要加以合理配置,例例如Ni含量過高時會導致循環(huán)效應(yīng)變差;Co的存在會使層狀結(jié)構(gòu)中鋰離子的脫嵌更容易,但Co含量過高時又會導致嵌鋰容量下降;Mn的存在能大幅降低成本和改善材料的安全性,但Mn含量過高又會使層狀結(jié)構(gòu)受到破壞。因此,如何找到三種元素恰當?shù)谋壤P(guān)系,以實現(xiàn)材料綜合性能的最優(yōu)化,是目前廣大鋰電科研人員研究的重點。此外,在動力電池領(lǐng)域,磷酸鐵鋰和三元材米料存在續(xù)航里程與安全性之爭,如若三元材料動力電池在安全性上取得突破,那么三元材料將具有更為廣闊的市場前景。三元材米料根據(jù)鎳、鉆、錳的含量不同可分為不同的類型,其中鎳
的含量越高,產(chǎn)品的能量密度就越高,但鎳含量越高開發(fā)的難度就越大。例如,高鎳三元因極易水解而極易吸潮,吸潮后會在表面生成呈堿性的氫氧化鋰和碳酸鋰,這部分鋰不能脫出和嵌入;而且水分還會與鎳發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)并存在于于晶體中,使得電池在高溫環(huán)境和循環(huán)應(yīng)用中會產(chǎn)生氣體,造成電池脹氣,從而嚴重影響電池使用壽命。高鎳三元材料的性能研究和開發(fā)方興未艾,其改性技術(shù)是重要的發(fā)展方向。目前的研究主要集中在元素摻雜,通過摻入某種陽離子或陰離子提高高鎳三元材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。表面改性也是提高高鎳三元材料性能的重要手段,例如用導電高分子或者無機材料在顆粒的表面進行納米包覆,可提高循環(huán)使用壽命、降低材料阻抗、提提高高溫性能和安全性;無機物包覆還可降低晶型表面缺陷,也可以提高循環(huán)使用壽命、高溫性能和和安全性。目前市場上鎳鉆鋁酸鋰(NCA)正極材料中鎳的含量據(jù)稱稱已達到80%,鎳鉆錳鋰(NCM)正極材料含鎳百分比也很高。用這些高鎳材料制品的電池循環(huán)壽命據(jù)稱可達2000次,能量密度高、續(xù)航里程長、低溫性好、可靠靠性也高.依據(jù)關(guān)鍵技術(shù)特征,三元正極材料的制備工藝可分為高溫固相合成法、共沉淀法、溶膠一凝膠法、噴霧干燥法等幾大類,其中使用最多的是共沉淀法.
