鎳鈷錳三元鋰電池材料研究進展

來源：存能電氣  日期：2021-05-12 10:26  瀏覽量：次

　　鎳鈷錳三元鋰電池材料研究進展。鎳鈷錳三元材料和磷酸鐵鋰常被業(yè)內(nèi)人士進行對比，有時甚至上升到“對決”的關(guān)系?？茖W(xué)地講，三元鋰電池是以鎳鈷元素作為正極材料，以錳鹽或鋁鹽來穩(wěn)定化學(xué)架構(gòu)的一種鋰電池。兩種材料的結(jié)晶度良好，可形成理想的固溶體。

　　鎳鈷錳三元鋰電池材料研究進展

　　鎳鈷錳三元鋰電池材料是近年來開發(fā)的一類新型鋰離子電池正極材料，具有容量高、循環(huán)穩(wěn)定性好、成本適中等重要優(yōu)點，由于這類材料可以同時有效克服鈷酸鋰材料成本過高、錳酸鋰材料穩(wěn)定性不高、磷酸鐵鋰容量低等問題，在鋰電池中已實現(xiàn)了成功的應(yīng)用，并且應(yīng)用規(guī)模得到了迅速的發(fā)展。

　　人們發(fā)現(xiàn)：鎳鈷錳三元鋰電池正極材料中鎳鈷錳比例可在一定范圍內(nèi)調(diào)整，并且其性能隨著鎳鈷錳的比例的不同而變化，因此，出于進一步降低鈷鎳等高成本過渡金屬的含量，以及進一步提高正極材料的性能的目的；世界各國在具有不同鎳鈷錳組成的三元材料的研究和開發(fā)方面做了大量的工作，已經(jīng)提出了多個具有不同鎳鈷錳比例組成的三元材料體系。

　　固相法和共沉淀法是傳統(tǒng)制備三元鋰電池材料的主要方法，為了進一步改善三元材料電化學(xué)性能，在改進固相法和共沉法的同時，新的方法諸如溶膠凝膠、噴霧干燥、噴霧熱解、流變相、燃燒、熱聚合、模板、靜電紡絲、熔融鹽、離子交換、微波輔助、紅外線輔助、超聲波輔助等被提出。

　　鎳鈷鋁制作不僅工藝要求高且成本高，但鋁可以起到提高電池循環(huán)化學(xué)穩(wěn)定性的作用，搭配在三元體系中，鎳含量可以得到一定提升，從而實現(xiàn)更高的鋰電池能量密度。但是鎳鈷鋁晶體結(jié)構(gòu)較鎳鈷錳不穩(wěn)定，容易在較高溫度的情況下，發(fā)生崩塌導(dǎo)致熱失控，進而引發(fā)風(fēng)險。

　　鎳鈷錳，在達到一定溫度時會發(fā)生分解，釋放氧氣，而氧氣會加速高溫作用下電解液的反應(yīng)，進而造成風(fēng)險。所以我需要更為可靠的包裝方式。當(dāng)下最主流的方式有三種：圓柱型、方殼型和軟包型。

　　在三元材料鋰電池中鈷可以穩(wěn)定材料的層狀結(jié)構(gòu)，而且可以提高材料的循環(huán)和倍率性能。鎳可以提高增加材料的體積能量密度。錳可以降低材料成本、提高材料安全性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。所以在以后材料發(fā)展中，在保持錳不變的前提下，提高鎳含量，降低固含量，這個是成本及容量性能的綜合考慮。

　　以上就是鎳鈷錳三元鋰電池材料最新研究進展，由于這類材料可以同時有效克服鈷酸鋰材料成本過高、錳酸鋰材料穩(wěn)定性不高、磷酸鐵鋰容量低等問題，在電池中已實現(xiàn)了成功的應(yīng)用，并且應(yīng)用規(guī)模得到了迅速的發(fā)展。