鎳鈷錳三元鋰離子電池正極材料的優(yōu)點(diǎn)和作用

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-11-19 16:31  瀏覽量：次

　　鎳鈷錳三元鋰離子電池正極材料的優(yōu)點(diǎn)和作用。隨著中國(guó)快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)和信息時(shí)代對(duì)電池新材料需求的增加，中國(guó)電池新材料市場(chǎng)將不斷擴(kuò)大。鎳鈷錳三元材料憑借電壓穩(wěn)定、容量高、振實(shí)密度較大、能量密度大等優(yōu)點(diǎn)，逐年擴(kuò)大在電池正極材料的市場(chǎng)份額，得到廣泛的應(yīng)用。下面小編來(lái)給大家解析鎳鈷錳三元鋰離子電池正極材料的優(yōu)點(diǎn)和作用。

　　鎳鈷錳三元鋰離子電池正極材料的優(yōu)點(diǎn)

　　優(yōu)點(diǎn)：

　　1、自放電率低，無(wú)污染，與多種電解質(zhì)有著良好的相容性，與鈷酸鋰相比價(jià)格便宜，國(guó)內(nèi)下一代動(dòng)力電池主流材料；

　　2、鎳鈷錳酸鋰以相對(duì)廉價(jià)的鎳和錳取代了鈷酸鋰中三分之二以上的鈷，成本方面優(yōu)勢(shì)非常明顯；

　　3、和其他鋰離子電池正極材料錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰相比，鎳鈷錳酸鋰材料和鈷酸鋰在電化學(xué)性能和加工性能方面非常接近，使得鎳鈷錳酸鋰材料成為新的電池材料而逐漸取代鈷酸鋰，成為新一代鋰離子電池材料的寵兒；

　　4、成本低廉，高克容量，工作電壓與現(xiàn)有電解液匹配，安全性好。

　　缺點(diǎn)：

　　1、制備條件非常苛刻，商業(yè)化生產(chǎn)困難；

　　2、熱穩(wěn)定性差，循環(huán)性能變差。

　　鎳鈷錳三元鋰離子電池正極材料的作用

　　1、鈷的作用在于可以穩(wěn)定材料的層狀結(jié)構(gòu)，而且可以提高材料的循環(huán)和倍率性能，但過(guò)高的鈷含量會(huì)導(dǎo)致實(shí)際容量降低；

　　2、鎳的作用在于提高增加材料的體積能量密度.但鎳含量高(即高鎳)的三元材料也會(huì)導(dǎo)致鋰鎳混排，從而造成鋰的析出；

　　3、錳的作用在于降低材料成本、提高材料安全性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，但過(guò)高的錳含量會(huì)破壞材料的層狀結(jié)構(gòu)，使材料的比容量降低；所以在以后材料發(fā)展中，在保持錳不變的前提下，提高鎳含量，降低固含量，這個(gè)是成本及容量性能的綜合考慮。

　　在三元材料電池中鈷可以穩(wěn)定材料的層狀結(jié)構(gòu)，而且可以提高材料的循環(huán)和倍率性能。鎳可以提高增加材料的體積能量密度。錳可以降低材料成本、提高材料安全性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。鎳鈷錳三元電池材料做正極的電池相對(duì)于鈷酸鋰電池安全性高，但是平臺(tái)太低，用在手機(jī)上會(huì)有明顯的容量不足的感覺(jué)，在一些山寨手機(jī)上已經(jīng)有在用三元材料的電池了，特別是容量比較高的電池。

　　在化合物中，鎳呈現(xiàn)正二價(jià)，是主要的電化學(xué)活性元素；錳呈現(xiàn)正四價(jià)，不參與電化學(xué)反應(yīng)，只對(duì)材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性提供保證；鈷是正三價(jià)，部分參與電化學(xué)反應(yīng)；其主要作用是保證材料層狀結(jié)構(gòu)的規(guī)整度、降低材料電化學(xué)極化、提高其倍率性能。該材料具有比容量高、高電壓下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全性較好等優(yōu)點(diǎn)．是目前看來(lái)最有應(yīng)用前景的一種鋰離子電池正極材料。

　　鎳鈷錳憑借低廉的制備成本、高能量密度和優(yōu)異的循環(huán)壽命在正極材料中的地位逐步顯現(xiàn)出來(lái)。今后三元材料的研究的重點(diǎn)：優(yōu)化合成工藝，進(jìn)一步降低制備成本；探索新的制備方法，從而制備出具有高倍率性能的如納米三元和具有特殊形貌的高振實(shí)密度三元材料。