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什么是三元锂电池???
之所以叫三元锂电池,是由于在此类电池的正极材料中,除了锂之外,还包含了三种主要金属元素,一般为镍钴锰或镍钴铝。制造过程中,首选要使用三种金属元素的溶液混合反应制造三元前驱体纳米颗粒,然后跟碳酸锂或氢氧化锂混合煅烧,成为正极材料。所以,三元锂电池主要得名于正极材料所使用的前驱体的三种金属元素。负极主要为石墨、硅碳、锂金属等。电解液为有 机组分,溶剂为各种碳酸酯和羧酸酯,溶质为六氟磷酸锂或双氟磺酰亚胺锂。
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
锂电池电解液主要成分是什么?
锂电池电解液成分介绍如下。
1、碳酸乙烯酯:分子式C3H4O3。
透明无色液体(>35℃),室温时为结晶固体.沸点:248℃/760mmHg,243-244℃/740mmHg;闪点:160℃;密度:1.3218;折光率:1.4158(50℃);熔点:35-38℃;本品是聚丙烯腈、聚氯乙烯的良好溶剂。
2、碳酸丙烯酯:分子式C4H6O3。
无色无气味,或淡黄色透明液体,溶于水和四氯化碳,与乙醚,丙酮,苯等混溶。是一种优良的极性溶剂。本产品主要用于高分子作业、气体分离工艺及电化学。特别是用来吸收天然气、石化厂合成氨原料其中的二氧化碳,还可用作增塑剂、纺丝溶剂、烯烃和芳烃萃取剂等。
本品应储存于阴凉、通风、干燥处,远离火源,按一般低毒化学品规定储运。
3、碳酸二乙酯:分子式CH3OCOOCH3。
无色液体,稍有气味;蒸汽压1.33kPa/23.8℃;闪点25℃(可燃液体能挥发变成蒸气,跑入空气中。温度升高,挥发加快。当挥发的蒸气和空气的混合物与火源接触能够闪出火花时,把这种短暂的燃烧过程叫做闪燃,把发生闪燃的最低温度叫做闪点。
熔点-43℃;沸点125.8℃;溶解性:不溶于水,可混溶于醇、酮、酯等多数有机溶剂;密度:相对密度(水=1)1.0;相对密度(空气=1)4.07;稳定性:稳定;危险标记7(易燃液体);主要用途:用作溶剂及用于有机合成。
三元锂电池自燃原因是什么
【太平洋汽车网】锂离子电池起火原因,可以划分成两个大部分,自身原因和外部原因。自身原因重要是指自身材料、结构热稳定性的好坏,对火灾发生与否的影响;外部原因,指各种滥用手段,引发的锂离子电池火灾。
在动力锂电池普及应用的初期,由于对电池性能认识不足,自身设计相关经验的缺乏以及使用者对系统的不熟悉,出现过一些事故。加之电动汽车这种新兴势力时时刻刻活在观察者眼光下的处境,使得锂离子电池火灾影响尤为广泛。
1.1自身原因锂离子电池由正极材料,负极材料和电解液组成,这几部分的热稳定性,直接影响着电芯发生热失控的可能性。
负极材料的热稳定性的影响因素目前应用的负极材料,绝大部分是碳材料。在高温条件下,石墨容易与电解液发生反应,尤其电池荷电量高的状态,LiC6更是能够提升反应的激烈性。
有研究发现,负极开始反应放热的温度起点,与碳材料的颗粒度有关,颗粒越大,其开始反应的温度就越高,也就越安全。同时,不同结构的碳材料参与电解液的反应,其放热量并不相同,石墨就比无定型碳(重要指软碳和硬碳)放热量大。
正极材料热稳定性的影响因素当前应用广泛的锂离子电池正极材料,都是锂的化合物。磷酸铁锂,锰酸锂和三元锂,假如泛泛的说,三者的安全性是从高到低排列的。而有人专门对正极材料在这些电池安全性中的影响做了研究。
研究认为,锂的化合物分子式中,锂的含量越高,其热稳定性就越差,开始与电解液反应的温度就越低。有个定量的比较,分子式中各个原子的比例系数,当锂的系数是0.25时,其反应温度为230°C;假如这个数值变成1,其起始反应温度就变成了170°C。此外,假如正极材料中含有除了锂以外的其他金属元素,则含锰元素的正极材料比含镍元素的正极材料热稳定性好。
电解液热稳定性影响因素电解液可以说是热稳定性问题的核心,它的稳定性直接影响整个体系的稳定性。有人针对电解液的热稳定性做了一些列研究,结果表明:电解液中的碳酸二甲酯含量越高,其热稳定性越差,越容易与正负极材料发生反应;电解液与越多类型材料相容性差,也就是在较低的温度下可以与多种不同的盐类发生反应,说明它越活泼,其热稳定性就越差。
老化带来的热失控老化是一个综合的过程,负极SEI膜结构老化,出现破损,引发自生热过程;负极锂枝晶堆积,造成内短路或者遇到高温环境与电解液激烈反应。老化带来的内阻上升,使得热积累出现的概率上升。总的来说,老化与热失控风险存在正相关性。
1.2各种滥用下的热失控因素锂离子电池的滥用,一般指由于意外事故或者管理系统故障造成对电池不恰当的使用。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)
三元电池需要电解液吗
三元锂电池和磷酸铁锂电池都需要用到锂离子电池电解液,具体用量根据配方而定。
三元锂电池需要加电解液吗
【太平洋汽车网】三元锂电池需要加电解液,电解液是锂电池正负极之间起传导作用的离子导体,由电解质锂盐、高纯度的有机溶剂和必要的添加剂等原料以一定的比例配成。
锂电池电解液是什么?高镍三元锂电池电解液的挑战。高镍三元锂电池将在今后几年内成为动力电池的主力,能量密度迈上300Wh/kg的台阶。锂电池不断迭代升级,开始步入高镍三元时代成为一个不争的事实。然而,如果电解液不能随电池材料同步升级,高镍三元体系就很难实现其设计初衷。
随着新能源汽车的发展,对动力电池提出了更高的要求,能量密度、成本、安全性、热稳定性、循环寿命是动力电池的5个关键性能指标。在此背景下,2018年,锂电池行业正在发生积极变化,技术迭代速度明显加快,并逐渐步入高镍三元锂电池时代。
在发展高能量密度的趋势下,在产品原材料上升和下游补贴下降的双重压力下,高镍三元锂电池正极材料成为目前优解决方案,而高技术门槛以及溢价能力的提升,将重塑动力锂电池行业格局。
锂电池电解液是什么?
电解液是锂电池正负极之间起传导作用的离子导体,由电解质锂盐、高纯度的有机溶剂和必要的添加剂等原料以一定的比例配成,在锂电池的能量密度、功率密度、宽温应用、循环寿命、安全性能等方面扮演着至关重要的角色。电解液作为锂电池的血液,承担着运输锂离子的重任,它质量的好坏,将直接影响锂离子电池的性能,同时也在一定程度上影响锂离子电池的安全性。
锂电池电解液成分主要由三部分构成
1.溶剂:环状碳酸酯(PC、EC);链状碳酸酯(DEC、DMC、EMC);羧酸酯类(MF、MA、EA、MA、MP等)(用于溶解锂盐)。
2.锂盐:LiPF
6、LiClO
4、LiBF
4、、LiAsF6等。
3.添加剂:成膜添加剂、导电添加剂、阻燃添加剂、过充保护添加剂、控制电解液中H2O和HF含量的添加剂、改善低温性能的添加剂、多功能添加剂。
锂电池电解液的危害●电解液中对人体危害最大的是其中的锂盐,六氟磷酸锂,这种锂盐非常霸道之前听说如果人身体上皮肤表面有手掌大小的皮肤被腐蚀,就可以致命。
●锂电池电解液挥发的味道很重,这种味道对于女性怀孕的影响很大。
●电解液泄露应迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿消防防护服。尽可能切断泄漏源。防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)