三元鋰離子電池怎么樣

本質上，鋰是原子質量最小的最輕金屬，原子量為6.94g/mol，ρ=0.53g/cm3。由于鋰具有化學活性，容易失去電子并氧化為Li+，因此標準電極電勢在-3.045V時最負，電化學當量最小為0.26g/Ah。高比能材料。三元鋰離子電池是指使用鎳鈷錳三過渡金屬氧化物作為正極材料的鋰二次電池。結合鈷酸鋰的優異循環性能，鋰鎳比的高比容量以及錳酸鋰的高安全性和低成本，使用分子級混合，摻雜，涂層和表面改性方法合成了鎳。含有幾種元素（例如鈷和錳）的復合鋰層間氧化物。它是被廣泛研究和應用的鋰離子可再充電電池。

第三節鋰離子電池壽命

所謂鋰離子電池壽命是指在一段時間使用后，電池容量會降低至標稱容量的70％（室溫25°C電池容量，標準大氣壓和0.2C放電）。在工業上，循環壽命通常由鋰離子電池充滿和放電時的循環次數來計算。在使用過程中，鋰離子電池內部發生不可逆的電化學反應，從而降低了其容量，例如電解質分解，活性物質失活，正負電極結構塌陷以及鋰離子數量。實驗表明，放電速率越快，容量降低越快，放電電流越低，電池電壓達到平衡電壓，釋放出更多的能量。

三元鋰離子電池的理論壽命約為800倍，是商業可充電鋰離子電池的中等水平。磷酸鐵鋰約為2000次循環，鈦酸鋰據說達到10,000次循環。目前，主流電池制造商已承諾在三次電池規格上（標準條件下進行充電和放電）超過500次，但是將電池組組裝到電池組中后，由于一致性問題，電壓和內阻，電阻不能完全相同，循環壽命大約是400倍。制造商建議啟用SOC的窗口范圍為10％到90％，不建議進行心房放電。否則，可能會對電池的正極和負極結構造成不可逆轉的損壞。另外，當鋰離子電池經常在高溫和高溫環境下放電時，電池壽命將大大縮短至不足200倍。

三元鋰離子電池的優缺點

三元鋰離子電池在容量和安全性方面相對平衡，并且是具有出色綜合性能的電池。這三種金屬元素的重要特點，優點和缺點是：

Co3+：減少陽離子的混合份額，穩定材料的層結構，降低電阻值，提高電導率，改善循環和速度性能。

Ni2+：可以新增材料的容量（新增材料的體能密度）。由于Li和Ni的半徑相似，Ni過多會由于Li的電勢和鋰層中鎳離子的濃度而導致鋰鎳混合放電。鋰越大，在層狀結構中脫嵌鋰越困難，導致較低的電化學性能。Mn4+：不僅可以降低材料成本，而且可以提高材料的安全性和穩定性。然而，假如Mn含量太高，則尖晶石相將容易出現并破壞層結構，從而降低容量和循環阻尼。

高能量密度是三元鋰離子電池的最大優勢，電壓平臺是電池能量密度的重要指標，它決定了電池的基本效率和成本，電壓平臺越高，比容量越大。高壓平臺上的An-time電池和三材料鋰離子電池具有更長的電池壽命。單個三效鋰離子電池的放電電壓平臺僅為3.7V，磷酸鋰鋰為3.2V，鈦酸鋰僅為2.3V，因此就能量密度而言，磷酸鐵鋰，錳酸鋰或鈦酸鋰是絕對優勢。有這個

安全性差和循環壽命短是三鋰離子電池的重要缺點，特別是安全性能，這已成為大型部署和大型集成應用的重要限制因素。許多實際測試表明，大型三向電池很難通過針灸和過度充電等安全性測試，因此，大容量電池通常會引入更多的錳并使用錳酸鋰。500倍的循環壽命位于鋰離子電池的中間，因此3元素鋰離子電池最重要的應用是3C數字等消費電子產品。