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三元鋰電池的壽命有多長?三元鋰電池材料技術有哪些特點?

來源:新能源網(wǎng)
時間:2021-07-09 18:00:08
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三元鋰電池的壽命有多長?三元鋰電池材料技術有哪些特點?所謂鋰電池壽命是指電池在使用過一段時間后,容量衰減為標稱容量(室溫25℃,標準大氣壓,且以0.2C放電的電池容量)的70%,即

所謂鋰電池壽命是指電池在使用過一段時間后,容量衰減為標稱容量(室溫25℃,標準大氣壓,且以0.2C放電的電池容量)的70%,即可認為壽命終止。行業(yè)內一般以鋰電池滿充滿放的循環(huán)次數(shù)來計算循環(huán)壽命。

三元鋰電池的理論壽命約為800次循環(huán),在商業(yè)化的可充電鋰電池中屬于中等。磷酸鐵鋰約為2000次,而鈦酸鋰據(jù)說可以達到1萬次循環(huán)。目前主流的電池廠家在其生產(chǎn)的三元電芯規(guī)格書中承諾大于500次(標準條件下充放電),但是電芯在配組做成電池包后,由于一致性問題,主要是電壓和內阻不可能完全一樣,其循環(huán)壽命大約為400次。另外,鋰電池若是經(jīng)常在高倍率和高溫環(huán)境下放電,電池壽命會大幅下降到不足200次。

提高能量密度的關鍵在于正極材料,正極材料決定了鋰離子電池的主要性能。其中,三元材料是指含鎳鈷錳三種元素或鎳鈷鋁三種元素組成的正極材料,即鎳鈷錳酸鋰(以下簡稱“NCM”)或鎳鈷鋁酸鋰(以下簡稱“NCA”)。

根據(jù)三元材料中鎳、鈷、錳元素含量的不同,NCM 材料又可分為 NCM523、NCM622 、NCM811 等 ,NCM523 即 指三元材料的化學組成為Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2。NCA 則由鋁元素替代了錳元素。三元材料的技術優(yōu)勢在于綜合 LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2 或 LiAlO2 三種材料的優(yōu)點,使得 Ni、Co、Mn 或 Al 發(fā)揮協(xié)同效應。Ni 主要作用為提高能量密度;Co 主要作用為穩(wěn)定三元材料層狀結構,提高材料的電子導電性和改善循環(huán)性能;Mn 主要作用為降低成本,改善材料的結構穩(wěn)定性和安全性。不同的元素配比可以獲得不同的電極特性。