锂电池镍钴锰三元材料最新研究进展

发布时间:2021-12-29 02:12 阅读次数:
本文摘要:镍钴锰三元材料是近年来研发的一类新型锂离子电池负极材料,具备容量低、循环稳定性好、成本高等最重要优点,由于这类材料可以同时有效地解决钴酸锂材料成本过低、锰酸锂材料稳定性不低、磷酸铁锂容量低等问题,在电池中已构建了顺利的应用于,并且应用于规模获得了很快的发展。

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镍钴锰三元材料是近年来研发的一类新型锂离子电池负极材料,具备容量低、循环稳定性好、成本高等最重要优点,由于这类材料可以同时有效地解决钴酸锂材料成本过低、锰酸锂材料稳定性不低、磷酸铁锂容量低等问题,在电池中已构建了顺利的应用于,并且应用于规模获得了很快的发展。据透露,2014年中国锂离子电池负极材料产值约95.75亿元,其中三元材料为27.4亿元,占有率为28.6%;在动力电池领域,三元材料于是以强势兴起,2014年上市的北汽EV200、奇瑞eQ、江淮iEV4、众泰云100等皆使用三元动力电池。2015年上海国际车展,在新能源汽车中,三元锂电池的占有率多达了磷酸铁锂电池沦为众多亮点,还包括吉利、奇瑞、长安、众泰、中华等大部分国内主流车企都争相发售使用三元动力电池的新能源车型。许多专家应验:三元材料凭借其出色的性能和合理的生产成本未来将会在旋即的将来代替价格高昂的钴酸锂材料。

人们找到:镍钴锰三元负极材料中镍钴锰比例可在一定范围内调整,并且其性能随着镍钴锰的比例的有所不同而变化,因此,出于更进一步减少钴镍等低成本过渡性金属的含量,以及进一步提高负极材料的性能的目的;世界各国在具备有所不同镍钴锰构成的三元材料的研究和研发方面做到了大量的工作,早已明确提出了多个具备有所不同镍钴锰比例构成的三元材料体系。还包括333,523,811体系等。一些体系早已顺利地构建了工业化生产和应用于。

本文将更为系统地讲解近年来几种主要的镍钴锰三元材料的近期研究进展及其成果,以及人们为了改良这些材料的性能而积极开展的掺入、外壳等方面的一些研究进展。1镍钴锰三元负极材料结构特征镍钴锰三元材料一般来说可以回应为:LiNixCoyMnzO2,其中x+y+z=1;依据3种元素的摩尔比(x∶y∶z比值)的有所不同,分别将其称作有所不同的体系,如构成中镍钴锰摩尔比(x∶y∶z)为1∶1∶1的三元材料,全称为333型。摩尔之比5∶2∶3的体系,称作523体系等。

333型、523型和811型等三元材料皆归属于六方晶系的α-NaFeO2型层状岩盐结构,如图1。镍钴锰三元材料中,3种元素的的主要价态分别是+2价、+3价和+4价,Ni为主要活性元素。其电池时的反应及电荷转移如图2右图。

一般来说,活性金属成分含量越高,材料容量就越大,但当镍的含量过低时,不会引发Ni2+占有Li+方位,激化了阳离子混排,从而造成容量减少。Co正好可以诱导阳离子混排,而且平稳材料层状结构;Mn4+不参予电化学反应,可获取安全性和稳定性,同时降低成本。


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