钴酸锂电池与三元电池区别

钴酸锂电池与三元电池都是属于锂离子电池的一种。钴酸锂电池,是指用钴酸锂为正极材料的锂离子电池,主要为电子产品和数码设备提供能量,是较早商业化的一款电池;三元电池,是指以镍钴锰锂或镍锰铝锂材料为正极的锂离子电池,主要用在新能源汽车、电动工具等大型电器设备上,是目前较为流行的一款电池。

那么,酸锂电池与三元电池区别有哪些区别呢?

锂电池图片

除了上面的定义和用途不同外,它们在续航、安全性、经济等方面也存有一定差异。续航性能方面,由于三元电池性能是钴酸锂、锰酸锂以及镍酸锂三者的综合,所以整个系统的能量密度会比钴酸锂还高;安全方面,三元电池的安全性能同样会比钴酸锂的优越;经济方面,钴是一种贵重金属元素,钴酸锂电池用钴的含量会比三元电池的用钴量还多,再加上三元材料为了减少钴用量,明显提高了镍与锰用量,这样使得三元材料的生产成本比钴酸锂的低。

整体来说,三元电池的性价比比钴酸锂电池的高很多。那三元电池为什么还不能完全取代钴酸锂电池呢?这主要是三元材料从实验室到产业化的较为坎坷。

一种好的产业化工艺,除了简便可行之外,还需要综合关注材料的各方面性能,氢氧化物共沉淀法制备的三元材料,很难单独使用,原因是小颗粒的二次团聚体,在辊压中很容易发生破碎,即使把团聚体做的致密圆滑也很难保证材料在高压实下的形貌保持,韩国专家曾模拟不同压力下三元材料的颗粒破碎情况,发现,即使压力不是很高,仍然会有15%以上的小球发生破碎,当然,随着合成工艺的不断完善,目前的三元已经可以有3.3-3.5的压实密度,在这一区间内可以有较好的电化学性能发挥。不过值得注意的是,其实现的三元材料并不是不能压实,而是高压实下二次颗粒的破碎,必然导致活性材料与粘结剂导电剂的接触不紧密,进而引起极化,使电极性能变差。

目前主要的解决方案是和钴酸锂混合使用,一次颗粒的钴酸锂为三元材料提供支撑,保证好的电极加工性能。此外,一些厂家把钴酸锂和三元混合烧结,推出一种克容量高于钴酸锂,压实密度达到3.95的材料,既提高电极加工性能,又升高了材料的稳定性,但这种材料的成本比较高,而且能量密度始终不能超越现在钴酸锂的水平。这也给三元材料的工艺提出新的挑战。

 

 

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