三元鋰電池的優(yōu)勢(shì)
Co3+:減少陽(yáng)離子混合物的占據(jù),穩(wěn)定材料的層狀結(jié)構(gòu),降低阻抗值,提高電導(dǎo)率,改善循環(huán)和效率性能。
Ni2+:可以提高材料的容量(提高材料的體積能量密度),并且由于Li和Ni的半徑相似,過多的Ni會(huì)與Li位錯(cuò)并導(dǎo)致鋰和鎳混合。
鋰層中鎳離子的濃度越大,鋰在層狀結(jié)構(gòu)中越難分解,導(dǎo)致電化學(xué)性能較差。
Mn4+:它不僅可以降低材料成本,還可以提高材料的性和穩(wěn)定性。然而,高M(jìn)n含量將容易出現(xiàn)尖晶石相并破壞層狀結(jié)構(gòu),導(dǎo)致容量降低和循環(huán)衰減。
高能量密度和良好的循環(huán)性能是三元鋰電池的蕞大優(yōu)勢(shì),這也是電池的重要因素。電壓平臺(tái)決定電池的基本效率和成本,是電池能量密度的重要指標(biāo)。
電壓平臺(tái)越高,比容量越大。因此,相同體積和重量,甚至相同安培小時(shí)的電池,三元鋰電池的電壓平臺(tái)越高,其壽命越長(zhǎng)。
具體來看,單三元鋰電池的放電電壓平臺(tái)高達(dá)3.7V,磷酸鐵鋰為3.2V,鈦酸鋰僅為2.3V,因此從能量密度來看,三元鋰具有優(yōu)勢(shì),是一種綜合性能優(yōu)異的電池。
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(duì)穩(wěn)定,只有在溫度達(dá)到700-800攝氏度時(shí)才會(huì)分解。即使電池變形和損壞,氧分子也不會(huì)釋放,并會(huì)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。
三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的電化學(xué)性能也因SOC曲線而不同。三元鋰電池的SOC曲線與其電壓水平有著相對(duì)線性的關(guān)系,而鋰鐵電池由于其長(zhǎng)的充放電平臺(tái)和高原期后的電壓突變,其SOC曲線不能輕易通過其電壓變化來確定。
三元鋰電池的估計(jì)SOC在其實(shí)際值的1-2%以內(nèi),而鐵鋰電池的預(yù)計(jì)SOC可能在其實(shí)際價(jià)值的10%左右。車主經(jīng)常想知道汽車電池在行駛時(shí)會(huì)持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間(點(diǎn)擊鏈接了解如何計(jì)算),由于SOC曲線的差異,三元鋰電池的汽車更能計(jì)算和顯示剩余續(xù)航里程,而鐵鋰電池車型的汽車則容易出現(xiàn)續(xù)航里程顯示系數(shù)突然下降的情況,從而帶來所有者使用體驗(yàn)的差異。
鉛酸電池是一種電極主要由鉛及其氧化物制成,電解液是硫酸溶液的蓄電池。鉛酸電池荷電狀態(tài)下,正極主要成分為二氧化鉛,負(fù)極主要成分為鉛;放電狀態(tài)下,正負(fù)極的主要成分均為硫酸鉛。在應(yīng)用上,通常用6個(gè)單格鉛酸電池串聯(lián)起來組成標(biāo)稱是12V的鉛酸電池,還有24V、36V、48V等。