鈷酸鋰電池與三元電池區別

鈷酸鋰電池與三元電池都是屬於鋰離子電池的一種。鈷酸鋰電池,是指用鈷酸鋰為正極材料的鋰離子電池,主要為電子產品和數碼設備提供能量,是較早商業化的一款電池;三元電池,是指以鎳鈷錳鋰或鎳錳鋁鋰材料為正極的鋰離子電池,主要用在新能源汽車、電動工具等大型電器設備上,是目前較為流行的一款電池。

那麼,酸鋰電池與三元電池區別有哪些區別呢?

鋰電池圖片

除了上面的定義和用途不同外,它們在續航、安全性、經濟等方面也存有一定差異。續航性能方面,由於三元電池性能是鈷酸鋰、錳酸鋰以及鎳酸鋰三者的綜合,所以整個系統的能量密度會比鈷酸鋰還高;安全方面,三元電池的安全性能同樣會比鈷酸鋰的優越;經濟方面,鈷是一種貴重金屬元素,鈷酸鋰電池用鈷的含量會比三元電池的用鈷量還多,再加上三元材料為了減少鈷用量,明顯提高了鎳與錳用量,這樣使得三元材料的生產成本比鈷酸鋰的低。

整體來說,三元電池的性價比比鈷酸鋰電池的高很多。那三元電池為什麼還不能完全取代鈷酸鋰電池呢?這主要是三元材料從實驗室到產業化的較為坎坷。

一種好的產業化工藝,除了簡便可行之外,還需要綜合關注材料的各方面性能,氫氧化物共沉澱法製備的三元材料,很難單獨使用,原因是小顆粒的二次團聚體,在輥壓中很容易發生破碎,即使把團聚體做的緻密圓滑也很難保證材料在高壓實下的形貌保持,韓國專家曾模擬不同壓力下三元材料的顆粒破碎情況,發現,即使壓力不是很高,仍然會有15%以上的小球發生破碎,當然,隨著合成工藝的不斷完善,目前的三元已經可以有3.3-3.5的壓實密度,在這一區間內可以有較好的電化學性能發揮。不過值得注意的是,其實現的三元材料並不是不能壓實,而是高壓實下二次顆粒的破碎,必然導致活性材料與粘結劑導電劑的接觸不緊密,進而引起極化,使電極性能變差。

目前主要的解決方案是和鈷酸鋰混合使用,一次顆粒的鈷酸鋰為三元材料提供支撐,保證好的電極加工性能。此外,一些廠家把鈷酸鋰和三元混合燒結,推出一種克容量高於鈷酸鋰,壓實密度達到3.95的材料,既提高電極加工性能,又升高了材料的穩定性,但這種材料的成本比較高,而且能量密度始終不能超越現在鈷酸鋰的水準。這也給三元材料的工藝提出新的挑戰。

 

 

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