由于Ni2+(0.069nm)和Li+(0.076nm)的半徑彼此接近,高溫下隨著三元共聚物燒結(jié)材料中鎳含量的增加,Li和Ni混合的概率迅速增加,這使得Li+的脫intercalation困難,導(dǎo)致材料的比容量和循環(huán)財(cái)產(chǎn)降低,難以逆轉(zhuǎn)。
此外,隨著鎳含量的增加,材料中Ni3+的不穩(wěn)定比例增加,這傾向于與空氣中的水分和二氧化碳發(fā)生反應(yīng),加劇了比容量和循環(huán)性能的損失。
相反,磷酸鐵鋰的P-O化學(xué)鍵相對穩(wěn)定,只有在溫度達(dá)到700-800攝氏度時(shí)才會分解。即使電池變形和損壞,氧分子也不會釋放,并會發(fā)生劇烈燃燒。因此,鋰鐵電池具有更好的穩(wěn)定性和性能。
通過比較三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的性能差異,發(fā)現(xiàn)三元正極由于與鋰鐵的橄欖石結(jié)構(gòu)相比,其低溫性能也優(yōu)于鋰鐵。
在零下20℃下,三元鋰電池的釋放容量比鐵鋰電池高15pct。這種性能差異將使配備三元鋰電池的汽車在冬季擁有比鐵鋰電池更好的續(xù)航里程。
由于其更穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu),鋰鐵材料在高溫下的性和穩(wěn)定性方面具有明顯的優(yōu)勢。同時(shí),鐵鋰的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)也帶來了比三元更高的第 一效應(yīng)和循環(huán)壽命。
三元鋰離子電池(Lithium-ion Ternary Battery),也稱為鋰離子三元電池,是一種采用三元正極材料的鋰離子電池。它是目前應(yīng)用較廣泛的鋰離子電池類型之一。
三元鋰離子電池由三個(gè)主要組件構(gòu)成:
正極材料:常用的三元電池正極材料是由鎳、鈷和錳的化合物形成,比如鋰鎳鈷錳氧化物(LiNiCoMnO2或NMC)。
負(fù)極材料:負(fù)極材料通常是石墨,用于嵌鋰和釋放鋰離子。
電解液:電解液是電池中正負(fù)極之間的導(dǎo)電介質(zhì),通常是由有機(jī)溶劑和鋰鹽組成。
三元鋰離子電池優(yōu)點(diǎn):
高能量密度:三元鋰離子電池具有較高的能量密度,可以提供相對較高的能量儲存,從而延長電池的工作時(shí)間。
高充放電效率:三元電池具有較高的充放電效率,能夠提供較高的輸出功率,并且在循環(huán)使用過程中損耗較小。
長循環(huán)壽命:相對于其他鋰離子電池,三元電池通常具有更長的循環(huán)壽命,可以進(jìn)行更多的充放電循環(huán)。