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三元锂电和铁锂能搭配吗?
能搭配,三元锂电池能量密度更大,磷酸铁锂电池能量密度低但是更安全。
三元锂电池
优点:能量密度更高、充放电性能更强、电池的一致性更好
缺点:成本较高,热稳定性较差。
三元锂电池,就是指正极材料使用镍钴锰酸锂或者镍钴铝酸锂的三元正极材料的锂电池,之前一直是动力电池的主流,因为三元锂电池的优点是比较突出的。
在之前动力电池的能量密度普遍较低的情况下,只有选择三元锂电池,因为它的能量密度高,电芯的一致性更好,充放电效率高,因此快充的功率往往更高,放电性能也更强。
但是它的缺点也很明显,不管是镍钴铝酸锂电池,还是镍钴锰酸锂电池,特别是镍钴铝的高温结构不稳定,因此热失控的风险更大。另外成本方面,三元锂电池的成本要明显高于磷酸铁锂电池。
磷酸铁锂电池
优点:热稳定性更好,寿命更长,成本更低
缺点:能量密度较低,一致性较差,低温性能较差
磷酸铁锂电池是用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池,因此它规避了镍钴铝的高温结构不稳定带来的热失控危险,从化学元素的结合来看,磷酸铁锂是典型的正交晶系,由于P-O共价键的键能很大,因此高温情况下的稳定性更好,另外,它的电池耐久性也更好,普遍充放电可在3000次以上,也就是说,它比三元锂电池更耐用。
除此之外,磷酸铁锂电池还有一个非常大的优点,那就是成本,磷酸铁锂电池的成本要比三元锂电池低一些,这也是很多车型选择磷酸铁锂电池的重要原因。在补贴退坡的当下,千方百计降低成本是必然的。
但是磷酸铁锂电池的缺点也比较明显,因为磷酸铁锂电池的振实密度与压实密度很低,所以能量密度要低一点,这几年磷酸铁锂电池的能量密度有所提升,但是已经接近瓶颈,所以只能从结构上下手,只能通过去掉模组,改变内部结构的物理方法来提高能量密度。
除此之外,低温情况下的充放电性能更弱,以及电芯一致性较差的问题。特别是电池一致性较差问题,一直被很多人忽视,目前车企主要通过叠片工艺来改善磷酸铁锂电池的一致性问题。
什么是三元锂电池
三元锂电池是锂电池的一种,只不过这种电池的正极是由三元材料制成的。三元材料分别指镍、钴和锰。一些三元锂电池的阳极将由镍、钴和铝制成。
磷酸铁电池的安全性较好,但存在自放电现象以及容量较低的问题。三元材料的优点在于其较高的比能量和功率性能及良好的安全性。在相同体积下可以存储更多的电能并保持较长的使用时间,同时成本相对较低且生产过程清洁环保。
锂电池简介:
锂电池的应用非常广泛。我们平时用的手机、平板、笔记本电脑都是用锂电池。
锂电池的工作原理也相当简单。
这种电池的锂离子在充放电过程中向不同的方向运动。
三元锂电池是未来电池的发展趋势,正在被广泛应用。
我们平时看到的纯电动公交车,大部分还是在用磷酸铁锂电池,正极是磷酸铁。
磷酸铁锂电池的安全性优于三元锂电池。这种电池只有在800℃才会燃烧,三元锂电池在200℃就开始燃烧。
三元锂电池的三元指的是什么意思
三元:电池的正极包含镍、钴、锰(或铝)三种金属元素的聚合物;锂:电解质以六氟磷酸锂为主的锂盐。负极材料的特性在名字中没有体现,主要是因为绝大多数锂离子电池的负极材料都是石墨。
三元锂电池的全称正极材料使用镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂等三元聚合物的锂离子二次电池。
正极:锂电池中的正极材料决定了其能量密度,是锂电池最重要的一个特性;负极:起氧化作用;电解液:起传导离子的作用。
“三元”和“锂”:三元:电池的正极包含镍、钴、锰(或铝)三种金属元素的聚合物;锂:电解质以六氟磷酸锂为主的锂盐。
负极材料的特性在名字中没有体现,主要是因为绝大多数锂离子电池的负极材料都是石墨。
镍:是副族中的活性金属,主要作用是提升电池的体积能量密度,是提升续航里程的主要突破口;钴:也是副族中的活性金属,起到提升稳定性和延长电池的寿命的作用,也决定了电池的充放电速度和效率(倍率性能);锰/铝: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)这三种金属元素缺一不可,多一个或者少一个都会影响其最终的表现或做不成电池。
虽然镍、钴、锰(或铝)三者缺一不可,但我们根据自己的需求,适当调节锂电池中镍、钴、锰(或铝)的混合比例(摩尔比),来让锂电池表现出不一样的特性。
不同的比例:提高镍的比例:电池能量更足;提高钴的比例:电池寿命更长、充电更快;提高锰/铝的比例:电池更稳定、成本更低。
根据正极材料中镍钴锰(或铝)3种元素的混合比例不同,也就有了不同的三元型号,如:111、523、622、811等。
最后我们来概括一下三元锂电池的特点:能量密度高,续航里程有保障;寿命、输出功率、成本控制还都不错;安全性虽然很差,但改起来总比提升能量密度容易,省时省力。
这也奠定了三元锂电池在电池里的大牛地位。
(图/文/摄: 问答叫兽) 奔驰S级 问界M5 理想ONE 别克GL8 小鹏P5 小鹏汽车P7 @2019
三元锂电池的正极材料是啥?
主要包括:锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物和聚阴离子正极材料系列。
1.锂钴氧化物
锂钴氧化物是现阶段商品化锂离子电池中应用最成功、最广泛的正极材料。其在可逆性、放电容量、充放电效率和电压稳定方面是比较好的。
2.锂镍氧化物
镍酸锂(LiNiO2)为立方岩盐结构,与LiCoO2相同,但其价格比LiCoO2低。LiNiO2理论容量为276mAh/g,实际比容量为140~180mAh/g,工作电压范围为2.5V~4.2V,无过充或过放电的限制,具有高温稳定性好,自放电率低,无污染,是继LiCoO2之后研究得较多的层状化合物。但LiNiO2作为锂离子电池正极材料存在以下问题亟待研究解决。
3.锂锰氧化物
我国锰资源储量丰富,而且锰无毒,污染小,因此层状结构的LiMnO2和尖晶石型的LiMn2O4都成为了正极材料研究的热点。
4.锰镍钴复合氧化物
层状锰镍钴复合氧化物正极材料综合了LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2 三种层状材料的优点,其综合性能优于以上任一单一组分正极材料,存在明显的三元协同效应:通过引入Co,能够减少阳离子混合占位情况,有效稳定材料的层状结构;通过引入Ni,可提高材料的容量;
5.锂钒氧化物
钒为多价态金属,与锂可形成多种氧化物,主要包括层状的LiVO2、LixV2O4、Li1+xV3O8和尖晶石型LiV2O4、反尖晶石型LiVMO4(M=Ni,Co)。
6.锂铁氧化物
随着锂二次电池的出现,人们对可脱嵌锂离子的层状LiFeO2就进行了许多深入的研究。但由于Fe4+/Fe3+电对的Fermi能级与Li+/Li的相隔太远,而Fe3+/Fe2+电对又与Li+/Li的相隔太近,因此层状LiFeO2一直未能得到应用。
三元锂电池和镍钴锰电池的区别是什么
镍钴锰三元材料是近年来开发的一类新型锂离子电池正极材料,具有容量高、循环稳定性好、成本适中等重要优点,三元锂电池广泛应用于移动和无线电子设备、电动工具、混合动力和电动交通工具等领域。
三元锂电池又称三元聚合物电池,一般指的是使用镍钴锰酸锂或者镍钴铝酸锂作为正极材料的三元锂电池。是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整,所以称之为三元,包含了许多不同比例类型的电池。
其标称电压可达到3.6-3.8V,能量密度比较高,续航里程长,输出功率较大,低温性能优异,造价也比较高。三元锂电池广泛应用于移动和无线电子设备、电动工具、混合动力和电动交通工具等领域。
三元聚合物锂电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)或者镍钴铝酸锂的三元正极材料的锂电池 【1】,三元复合正极材料是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整,三元材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高,但是电压太低,用在手机上(手机截止电压一般在3.0V左右)会有明显的容量不足的感觉。
镍锰钴(NMC)的阴极组合作为最成功的锂离子体系之一,镍以高比能量而闻名,但稳定性差;锰尖晶石结构可以实现低内阻但能量低。两种活性金属优势互补。因而国内主要研发NMC电池,当前按照三元材料比例不同,分为111、523、622和811四种,其中881高镍电池成为重点突破方向,因为它是提升电芯能量密度关键。
(图/文/摄: 问答叫兽) 蔚来EC6 小鹏汽车P7 MARVEL R 岚图FREE 奥迪A4L Model Y @2019