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正极材料是决定锂离子电池性能的关键材料之一,也是目前商业化锂离子电池中主要的锂离子来源,其性能和价格对锂离子电池的影响较大。
目前研制成功并得到应用的正极材料主要有钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料镍钴锰酸锂(NCM)和镍钴铝酸锂(NCA)等。
钴酸锂是代商业化正极材料,在几十年的发展中逐渐改性和提高,可以认为是成熟的锂离子电池正极材料。
钴酸锂具有放电平台高、比容量较高、循环性能好、合成工艺简单等优点。但该材料中含有毒性较大的钴元素,且价格较高,制作大型动力电池时安全性难以。
镍含量越高,材料比容量越高。NCM811材料比容量可达210mAh/g,比NCM111材料增加近25%。
(2)镍含量越高,材料储存和开发难度越大。高镍三元材料极易吸水变质,降低容量和循环寿命。而且一部分水还会保存在晶体中,使得电池在高温环境中产生气体,造成电池胀气,带来安全隐患。
(3)镍含量越高,三元材料热稳定性越差。如NCM11材料在300℃左右发生分解,而NCM811在220℃左右即分解。
(4)镍含量升高会带来电解液匹配问题。高镍材料表面由于吸水变质产生的LiOH等物质会与电解液反应,造成容量衰减和安全问题。
能源这个东西就像一个炸弹,看你怎么控制它而以。控制的好它就可以杀敌报国,控制的不好可能就车毁人亡。
从石油、天然气、核能等历史发展过程就可以看出,这些能源在世界上曾经都出现过不可控的局面。其实任何一种能源安不安全,其实就看我们控制能力,三元电池也一样,现在说三元电池不安全,恰恰说明我们还没有掌握怎么控制好它。
电池安全与否,除了和材料本身有一定关系的话,还与我们使用的环境、电池管理系统、整车控制系统都有直接的关系。
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