三元鋰電池是一種鋰離子電池。鋰離子電池的一種分類方法是按正極材料分類。鋰電池的正極材料有很多種,主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。
通常,鋰電池的正極材料是鈷酸鋰,三元鋰電池是使用三元材料鎳鈷錳酸鋰作為正極材料的鋰電池。
還有使用鎳、鈷和鋁作為正極材料的三元鋰電池。鋰鎳鈷錳酸比鋰鈷酸便宜,目前的三元材料電池已經(jīng)取代了此前廣泛使用的鋰鈷錳電池。
三元鋰電池的優(yōu)勢
Co3+:減少陽離子混合物的占據(jù),穩(wěn)定材料的層狀結(jié)構(gòu),降低阻抗值,提高電導(dǎo)率,改善循環(huán)和效率性能。
Ni2+:可以提高材料的容量(提高材料的體積能量密度),并且由于Li和Ni的半徑相似,過多的Ni會(huì)與Li位錯(cuò)并導(dǎo)致鋰和鎳混合。
鋰層中鎳離子的濃度越大,鋰在層狀結(jié)構(gòu)中越難分解,導(dǎo)致電化學(xué)性能較差。
Mn4+:它不僅可以降低材料成本,還可以提高材料的性和穩(wěn)定性。然而,高M(jìn)n含量將容易出現(xiàn)尖晶石相并破壞層狀結(jié)構(gòu),導(dǎo)致容量降低和循環(huán)衰減。
高能量密度和良好的循環(huán)性能是三元鋰電池的蕞大優(yōu)勢,這也是電池的重要因素。電壓平臺(tái)決定電池的基本效率和成本,是電池能量密度的重要指標(biāo)。
電壓平臺(tái)越高,比容量越大。因此,相同體積和重量,甚至相同安培小時(shí)的電池,三元鋰電池的電壓平臺(tái)越高,其壽命越長。
具體來看,單三元鋰電池的放電電壓平臺(tái)高達(dá)3.7V,磷酸鐵鋰為3.2V,鈦酸鋰僅為2.3V,因此從能量密度來看,三元鋰具有優(yōu)勢,是一種綜合性能優(yōu)異的電池。
三元鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)域:
電動(dòng)汽車:三元鋰離子電池在電動(dòng)汽車中廣泛應(yīng)用,因其高能量密度和較長的循環(huán)壽命,可以提供可靠而持久的驅(qū)動(dòng)能力。
移動(dòng)設(shè)備:三元電池也廣泛用于手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦等移動(dòng)設(shè)備中,因其高能量密度和較小的體積,使得設(shè)備可以具備持久穩(wěn)定的電池壽命。
儲(chǔ)能系統(tǒng):由于三元電池具有高能量密度和較長的循環(huán)壽命,它們可以用于儲(chǔ)能系統(tǒng),如家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)、太陽能和風(fēng)能儲(chǔ)能系統(tǒng)等。
磷酸鐵鋰電池用途
儲(chǔ)能設(shè)備:太陽能、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)之儲(chǔ)能設(shè)備,不斷電系統(tǒng)UPS,配合太陽能電池使用作為儲(chǔ)能設(shè)備。
電動(dòng)工具類:高功率電動(dòng)工具(無線)、電鉆、除草機(jī)等。
輕型電動(dòng)車輛:電動(dòng)機(jī)車、電動(dòng)自行車、休閑車、高爾夫球車、電動(dòng)推高機(jī)、清潔車、混合動(dòng)力汽車(HEV)。
小型設(shè)備:醫(yī)療設(shè)備(電動(dòng)輪椅車、電動(dòng)代步車)、玩具(遙控電動(dòng)飛機(jī)、車、船)。
其他小型電器:礦燈、植入性的醫(yī)療器械(磷酸鐵鋰性,鋰電池僅鐵鋰可滿足要求),替代鉛酸、鎳氫、鎳鎘、鋰鈷、鋰錳類電池在小型電器上的應(yīng)用。