国产精品一区二区视频-亚洲狠狠爱-久久久久女人精品毛片九一-99资源站-午夜神马福利-极品尤物一区二区三区-羞羞的视频网站-欧美三区四区-污污网站免费-乱色精品无码一区二区国产盗-国产黄色在线看-国产成人亚洲精品-国产欧美一区二区三区四区-一品毛片-凹凸精品熟女在线观看

鋰電三元材料——從學術到行業

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年07月22日  

1.引言


鋰離子電池中正極材料所占成本約為40%,負極僅占5%左右,可見正極材料在鋰離子電池中的重要地位。正極材料重要分為三大類,分別是層狀結構、尖晶石結構和橄欖石結構。尖晶石結構和橄欖石結構的代表性材料分別是LiMn2O4和LiFePO4,層狀結構的代表材料則為LiMO2(M=Ni、Co、Mn)以及三元材料。


2.三元正極材料簡介


1999年來自新加坡國立大學的ZhaolinLiu等人首次提出不同組分的三元層狀Li(Ni,Co,Mn)O2材料,通過Ni-Co-Mn的協同用途,結合了LiCoO2循環性能好,LiNiO2高比容量和LiMnO2成本低安全性能好的優點。


從圖1中可以對三元正極材料的性能做個大致了解


圖1幾種正極材料性能比較圖


就電動汽車來說,要想跑得更遠,就必須有更高的電池能量,相比于廣泛應用于動力鋰電池的LFP來說,三元材料有更高的能量,在提高續航能力方面很有前景。目前行業內電動汽車價格居高難下,動力鋰電池的造價很高是重要原因之一,它的價格幾乎占了整車的一半。


三元正極材料具有更長的壽命,使動力鋰電池可以使用的更久,從而提高電動汽車的性價比。然而,去年一月國家叫停了三元鋰離子電池在客車上的使用,重要是出于三元材料安全性能不穩定的考慮。畢竟,在知識爆炸的今天,沒有什么能阻擋人們對新科技的探索,除了安全問題。


隨著Ni-Co-Mn三種元素比例的變化,大致將三元材料分為兩類,Ni:Mn等量型和富鎳型。前者的Co為+3價,Ni為+2價,Mn為+4價,Mn不變價起穩定結構的用途,Ni在充電時失去2個電子,保持材料的高容量特性。為提高電池容量,新增Ni的含量,稱為富鎳型,這類材料中Co為+3價,Ni為+2/+3價,Mn為+4價。充電電壓低于4.4V(相關于Li+/Li)時,Ni+2/+3被氧化,形成Ni+4;繼續充電,在較高電壓下,Co3+參與反應生成Co4+。


在4.4V以下充放電時,Ni的含量越高,材料可逆比容量越大。用Al3+替代Mn4+形成的NCA也屬于高鎳三元材料,Al3+和Mn4+相同價態不變起穩定結構的用途,Co含量影響材料離子導電性,含量越高充放電倍率性越好。圖2把不同組分三元材料的性能進行了比較。


圖2不同組分三元材料放電比容量、熱穩定性和容量保持率的關系


從圖中可以看出,隨著Ni含量增高,放點比容量由160mA·h·g-1新增到了200mA·h·g-1以上,同時熱穩定性和容量保持率有所降低。


3.三元材料存在的問題


Ni含量新增帶來的影響


通過新增三元材料中Ni的含量,可以提高電池的容量。然而,循環性、熱穩定性卻隨之變差。當Ni含量新增時,會在氧化還原過程中伴隨相變的發生,造成容量的衰減。Ni含量新增還降低了熱分解溫度,使放熱量新增,造成材料熱穩定性變差。關于高鎳Li[NixCoyMnz]O2材料,x>0.6的材料很容易于空氣中CO2和H2O反應生成Li2CO3、LiOH前者是造成氣脹的元兇,后者會與電解液中的LiPF6反應。x的數值更高時,帶來的影響更嚴重。


與電解液的匹配


在電解質和正極材料的界面處的反應和電荷傳輸會影響鋰離子電池的性能,活性材料的腐蝕和電解液的分解將嚴重影響電荷在電極/電解液界面的傳輸。


表面反應不均勻


來自韓國科學技術研究院的SooyeonHwang等人研究發現,NCA在充電過程中結構會發生變化,粒子表面的Li更容易脫出,造成表面的晶體和粒子結構變得不均勻,這種變化會使材料發生快速的容量衰減和阻抗上升。


4.三元材料的研發方向


來自武漢大學的艾新平教授對下一代動力鋰電池做出了預測,提到以NCM、NCA為正極,石墨類碳為負極的電池


體系達到150~170Wh/kg的近期目標無難度,但安全性是制約其裝車應用的重要障礙;


表1為各個階段中,各種電池體系比能量值的預測:


表1滿足下一代動力鋰電池近期、中期技術發展目標的可能體系


未來的發展中,一下四個方向值得發掘:更高容量三元材料;更高功率的三元材料;合成方法的改進;與三元材料匹配的電解液添加劑的研究。


5.學術上在三元材料上的進展


面對富鎳三元材料不穩定性的問題,來自德克薩斯大學達拉斯分校


KyeongiaeCho教授的課題組在該問題上獲得了新的研究成果。他們將第一原理計算結合過渡金屬的有效相互用途進行計算,建立起一種新的化學鍵模型,解釋了富鎳NCM不穩定的原因。


德克薩斯大學達拉斯分校RobertoC.Longo和KyeongjaeCho教授的課題組運用Li-Ni-Co-Mn四元相圖研究了NCM材料的容量,并闡明過渡金屬結構排序和正極材料LiNi1-y-xCoyMnxO2復合物電化學性能的影響。他們的實驗證明,控制過渡族金屬在原子尺度的排列可以提高離子和電子的遷移率,從而最大化循環過程中的倍率性能和循環穩定性。


在追求高容量正極材料的同時,還要兼顧到高電壓電池的電解液匹配問題,阿貢國家實驗室研究了富鎳的LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(NCM523)正極材料中三乙基亞磷酸(TEP)和三(2,2,2—三氟乙基)亞磷酸(TTFP)作為電解質添加劑的影響,并得出了當電解質含有1wt%的TTFP時,電池的電化學性能得到改善的結論。


6.鋰電行業在三元材料上的動態


政策上的寒流


來自美國的特斯拉公司推出的電動汽車走在世界前列,該電動汽車采用的松下NCR186503100mAh電池安全問題備受爭議。去年十一月在印第安納發生的一起特斯拉車禍死亡事件的調查結果近日公布,據美媒報道,美國印第安納波利斯警方公布這起事故重要原因是事故后車輛起火。我國工信部在去年一月份也表示,暫停三元鋰離子電池客車入新能源目錄。三元材料的發展前景似乎有些嚴峻,然而這并不能阻擋它的發展勢頭。


凌寒獨自開的三元材料


補貼隨著電池電量的增大逐步下降,大部分公司選擇30Kwh電量、高補貼的標準時,仍要滿足客戶長續航里程的要求,倒逼公司使用三元電池


相關產品

主站蜘蛛池模板: 天天操网站 | 午夜少妇av | 初尝黑人巨炮波多野结衣 | 挪威xxxx性hd极品 | 国产视频一区在线观看 | 亚洲色图欧美色 | 中文字幕精品久久久久人妻红杏1 | 19韩国主播青草vip | 97人人澡人人爽人人模亚洲 | 成人欧美精品 | 狠狠五月婷婷 | 蜜乳av一区二区 | 成人激情视频在线观看 | 色偷偷噜噜噜亚洲男人的天堂 | 日啪| 亚洲在线a | 日本色区 | 经典三级视频 | 成人看片免费 | 久久九九久久九九 | 欧美乱大交xxxxx春色视频 | 国产私人影院 | 日韩短视频 | 国产精品毛片一区二区在线看 | 99热综合 | 欧洲毛片| 国产乱子视频 | 国产精品无码免费播放 | 特级黄色录像 | 四虎在线网址 | 日韩av综合在线 | 亚洲一区免费看 | 91肉色超薄丝袜脚交一区二区 | 美日韩三级 | 啪啪激情网 | 日韩黄色大全 | 在线观看福利电影 | 四虎色| 久久久999成人 | 国产在线视频一区二区 | 玩弄人妻少妇500系列 | 国产一区二区三区四 | 天天干天天色天天 | 色视频网址 | 少妇人妻一区二区 | 好色艳妇小说 | 丝袜脚交国产在线观看 | 亚洲激情一区 | 欧美成人一区二区三区四区 | 成人免费区一区二区三区 | 美女被到爽高潮视频 | 手机免费看av | 亚洲欧美第一页 | 国产精品午夜福利视频234区 | 国语播放老妇呻吟对白 | 91在线网 | 黄色成人免费视频 | 欧美大尺度床戏做爰 | 国产中文在线播放 | 少妇一级淫片免费视频 | 亚洲砖区免费 | 天天射综合| 天堂伊人网 | 欧美激情三级 | 超级乱淫视频 | 一色屋免费视频 | 亚洲欧美网站 | 精品国产无码AV | 国产成人精品a视频 | 葵司av在线| 日韩高清在线 | 男人日女人的网站 | 一区二区中文字幕 | 久久久久国产一区二区三区潘金莲 | 成色网| 国产一区二区三区自拍 | 精品动漫一区二区三区在线观看 | 淫片网站 | 日本久操 | 看黄色网址 | 久久久久久国产精品 | 综合网婷婷| 被黑人猛躁10次高潮视频 | 95久久 | 亚洲色图3p | 亚洲成人经典 | 亚洲一二三区视频 | 青春草在线视频免费观看 | av中文在线观看 | 欧美黄色大片免费看 | 国产伦一区二区 | 欧美黄色精品 | 黄色a级大片 | 国产123区 | 91欧美大片 | 久久精品福利视频 | www.伊人.com | 可以在线看黄的网站 | √资源天堂中文在线 |