Кратко опишите характеристики трех литиевых батарей.

Тройной материал

Тройная полимерная литиевая батарея относится к литиевой батарее, в которой в качестве материала положительного электрода используется материал тройного положительного электрода литий-никель-кобальт-марганец. Существует много видов материалов положительных электродов для литий-ионной батареи, в основном кобальтат лития, манганат лития, никелат лития, тройные материалы, фосфат лития-железа и т.п. Трехкомпонентный материал сочетает в себе преимущества кобальтата лития, никелата лития и манганата лития. Он обладает отличными характеристиками, такими как высокая производительность, низкая стоимость и хорошая безопасность. Он постепенно занимает определенную долю рынка малых литиевых батарей, и у области литиевых батарей есть хорошие перспективы развития.

Для литиевых батарей металлический кобальт - незаменимый материал. Однако, с одной стороны, металлический кобальт дорог, а с одной - токсичен. Независимо от ведущих японских и корейских компаний или отечественных производителей аккумуляторов, аккумуляторы в последние годы стали «менее кобальтизованными». В соответствии с этой тенденцией постепенно отдается предпочтение тройным никель-кобальт-марганцевым материалам, полученным с использованием солей никеля, солей кобальта и солей марганца в качестве сырья. С химической точки зрения тройной материал относится к избыточным оксидам металлов, и удельная энергия батареи высока.

Хотя роль кобальта по-прежнему незаменима в тройных материалах, массовая доля обычно контролируется на уровне около 20%, а стоимость значительно снижается. Кроме того, он имеет преимущества как кобальтата лития, так и никелата лития. С увеличением производства отечественных и зарубежных производителей в последние годы тенденция замены коммерческого оксида лития-кобальта литиевыми батареями с тройными материалами в качестве катодных материалов стала очень очевидной.

Эта новая технология идеально подходит для электромобилей и смартфонов, носимых устройств и зарядных устройств. Тесла [микроблог] впервые применил тройную батарею к электромобилю. ModelS имеет запас хода 486 км и емкость аккумулятора 85 кВт / ч. Он использует 8142 аккумулятора Panasonic 18650 емкостью 3,4 Ач. Инженеры распределили батареи одну за другой в виде кирпичей и листов, чтобы сформировать целую батарею, которая расположена на днище.

С глобальной точки зрения исследования и разработки и производство тройных материалов постоянно развиваются. В этом процессе характеристики материала были значительно улучшены, а область применения была расширена. Японские и корейские компании являются лидерами в разработке трехкомпонентных батарей. Производство отечественных тройных материалов началось примерно с 2005 года, и появилось более десятка крупных предприятий.

Литий фосфат железа

Литий-фосфат железа в качестве материала литиевых батарей появился только в последние годы. Отечественные разработки литий-железо-фосфатных аккумуляторов большой емкости были начаты в 2005 году. Их характеристики безопасности и срок службы несравнимы с другими материалами, которые являются наиболее важными техническими показателями силовых аккумуляторов. Срок службы 1С заряда и разряда 2000 раз. Одноэлементный аккумулятор при перезарядке напряжением 30В не горит, прокол не взрывается. Литий-железо-фосфатные катодные материалы облегчают последовательное использование литий-ионных аккумуляторов большой емкости для удовлетворения потребностей электромобилей в частой зарядке и разрядке.

Литий-фосфат железа обладает такими преимуществами, как нетоксичность, отсутствие загрязнения, хорошие показатели безопасности, широкий выбор сырья, низкая цена и длительный срок службы. Это идеальный катодный материал для литий-ионных батарей нового поколения. Литий-железо-фосфатные батареи также имеют свои недостатки. Например, катодный материал из фосфата лития-железа имеет небольшую плотность утряски, а объемная литий-железо-фосфатная батарея имеет больший объем, чем литий-ионная батарея, такая как оксид лития-кобальта, и, таким образом, не имеет преимуществ с точки зрения микро-батареи.

Из-за присущих литий-железо-фосфатным материалам характеристик низкотемпературные характеристики ниже, чем у других материалов положительных электродов, таких как манганат лития. В общем, для одного элемента (обратите внимание, что это один элемент, а не аккумулятор, измеренные низкотемпературные характеристики аккумулятора могут быть немного выше, что связано с условиями рассеивания тепла), его емкость сохраняется при 0 ° C Скорость составляет от 60 до 70%, от 40 до 55% при -10 ° C и от 20 до 40% при -20 ° C. Очевидно, что такие низкотемпературные характеристики не могут соответствовать требованиям источника питания. В настоящее время некоторые производители улучшили низкотемпературные характеристики фосфата лития-железа, улучшив систему электролита, улучшив состав положительного электрода, улучшив свойства материала и улучшив конструкцию структуры ячейки.

У аккумулятора проблема с консистенцией. Срок службы одной литий-железо-фосфатной батареи в настоящее время превышает 2000 раз, но срок службы аккумуляторной батареи будет значительно сокращен, возможно, в 500 раз. Поскольку аккумуляторная батарея состоит из большого количества отдельных ячеек, она работает как группа людей, связанных веревками. Даже если все будут бегать на короткие дистанции, если движения всех не будут последовательными, команда не будет бежать быстро. Скорость даже ниже, чем у самого медленного отдельного игрока. То же самое и с аккумулятором. Только при стабильной работе батареи срок службы может быть близок к уровню одиночной батареи.

Оксид лития-марганца

Манганат лития - один из перспективных литий-ионных катодных материалов. По сравнению с традиционными катодными материалами, такими как оксид лития-кобальта, манганат лития имеет преимущества в виде обильных ресурсов, низкой стоимости, отсутствия загрязнения окружающей среды, хорошей безопасности и хороших скоростных характеристик. Катодный материал аккумуляторной батареи, но его плохие циклические характеристики и электрохимическая стабильность сильно ограничили его индустриализацию. Манганат лития в основном включает манганат лития шпинельного типа и слоистый манганат лития. Среди них манганат лития шпинельного типа имеет стабильную структуру и легко реализуется в промышленном производстве. Манганат лития шпинельного типа принадлежит к кубической кристаллической системе, пространственная группа Fd3m, теоретическая удельная емкость составляет 148 мАч / г, из-за трехмерной туннельной структуры ионы лития могут быть обратимо деинтеркалированы из решетки шпинели, не вызывают структурного коллапса и таким образом, имеет отличную производительность и стабильность.

В настоящее время традиционное мнение о том, что оксид лития-марганца имеет низкую плотность энергии и низкую производительность цикла, было значительно улучшено (типичное значение Wanli New Energy: 123 мАч / г, 400 раз, типичное значение для многоциклового типа 107 мАч / г, 2000 раз). Модификация поверхности и легирование могут эффективно изменять ее электрохимические свойства, а модификация поверхности может эффективно ингибировать растворение марганца и разложение электролита. Допинг может эффективно подавить эффект Яна-Теллера во время заряда и разряда. Комбинация модификации поверхности и легирования, несомненно, может дополнительно улучшить электрохимические характеристики материала, что считается одним из будущих направлений исследований по модификации манганата лития шпинели.

Страница содержит содержимое машинного перевода.