berita perusahaan tentang Baterai BAIDUN】Masa pakai baterai lithium ternary dan kelebihan dan kekurangan

Ringkasan

Apa itu baterai lithium terner?Di alam, litium adalah logam paling ringan dengan massa atom terkecil.Berat atomnya adalah 6,94g/mol, dan =0,53g/cm3.Litium aktif secara kimia dan mudah kehilangan elektron dan teroksidasi menjadi Li+, sehingga potensial elektroda standar paling negatif, -3,04

Apa itu baterai lithium terner?

Di alam, litium adalah logam paling ringan dengan massa atom terkecil.Berat atomnya adalah 6,94g/mol dan =0,53g/cm3.Litium aktif secara kimia dan mudah kehilangan elektron dan teroksidasi menjadi Li+.Oleh karena itu, potensial elektroda standar paling negatif, -3,045V, dan ekivalen elektrokimia terkecil, 0,26g/Ah.Karakteristik lithium ini menentukan bahwa itu adalah Bahan yang sangat dengan energi spesifik yang tinggi.Baterai lithium ternary mengacu pada baterai sekunder lithium yang menggunakan tiga oksida logam transisi nikel, kobalt dan mangan sebagai bahan elektroda positif.Ini sepenuhnya mengintegrasikan kinerja siklus yang baik dari lithium kobalt oksida, kapasitas spesifik lithium nikelat yang tinggi dan keamanan tinggi dan biaya rendah lithium manganat.Ini menggunakan metode pencampuran, doping, pelapisan, dan modifikasi permukaan tingkat molekuler untuk mensintesis nikel.Cobalt, mangan dan oksida interkalasi lithium komposit sinergis multi-elemen lainnya.Ini adalah baterai isi ulang lithium-ion yang banyak diteliti dan diterapkan.

Masa pakai baterai lithium ternary

Apa yang disebut masa pakai baterai lithium mengacu pada bahwa kapasitas baterai meluruh hingga 70% dari kapasitas nominal (kapasitas baterai pada suhu kamar 25 ° C, tekanan atmosfer standar, dan habis pada 0,2 ° C) setelah jangka waktu tertentu, yang dapat dianggap sebagai akhir dari kehidupan.Di industri, umur siklus umumnya dihitung dengan jumlah siklus baterai lithium yang terisi penuh dan habis.Dalam proses penggunaan, reaksi elektrokimia ireversibel terjadi di dalam baterai lithium, yang menyebabkan penurunan kapasitas, seperti penguraian elektrolit, penonaktifan bahan aktif, runtuhnya struktur elektroda positif dan negatif, dan pengurangan dalam jumlah ion lithium yang dimasukkan dan diekstraksi, dll. .Eksperimen telah menunjukkan bahwa tingkat pelepasan yang lebih tinggi akan menyebabkan pelemahan kapasitas yang lebih cepat.Jika arus pelepasan lebih rendah, tegangan baterai akan mendekati tegangan keseimbangan dan lebih banyak energi dapat dilepaskan.

Kehidupan teoritis baterai lithium ternary adalah sekitar 800 siklus, yang merupakan media di antara baterai lithium isi ulang komersial.Litium besi fosfat sekitar 2.000 siklus, sedangkan litium titanat dikatakan mampu mencapai 10.000 siklus.Saat ini, produsen baterai utama menjanjikan lebih dari 500 kali (pengisian dan pengosongan dalam kondisi standar) dalam spesifikasi baterai terner mereka.Namun, setelah baterai dirakit menjadi baterai, karena masalah konsistensi, tegangan utama dan resistansi internal tidak dapat persis sama, dan masa pakai siklusnya sekitar 400 kali.Pabrikan merekomendasikan bahwa jendela penggunaan SOC adalah 10%~90%.Pengisian dan pengosongan yang dalam tidak disarankan, jika tidak maka akan menyebabkan kerusakan permanen pada struktur positif dan negatif baterai.Jika dihitung dengan pengisian dangkal dan debit dangkal, masa pakai siklus setidaknya 1000 kali.Selain itu, jika baterai lithium sering habis di lingkungan dengan suhu tinggi dan suhu tinggi, masa pakai baterai akan berkurang drastis hingga kurang dari 200 kali lipat.

Keuntungan dan kerugian dari baterai lithium ternary

Baterai lithium ternary relatif seimbang dalam hal kapasitas dan keamanan, dan merupakan baterai dengan kinerja keseluruhan yang sangat baik.Fungsi utama, kelebihan dan kekurangan dari ketiga unsur logam tersebut adalah sebagai berikut:

Co3+: Mengurangi ruang pencampuran kation, menstabilkan struktur berlapis material, mengurangi nilai impedansi, meningkatkan konduktivitas listrik, dan meningkatkan kinerja siklus dan laju.

Ni2+: dapat meningkatkan kapasitas bahan (meningkatkan kerapatan energi volume bahan), dan karena jari-jari Li dan Ni yang sama, terlalu banyak Ni juga akan menyebabkan litium dan nikel bercampur karena fenomena dislokasi Li , dan konsentrasi ion nikel dalam lapisan litium Semakin besar nilainya, semakin sulit untuk mendeinterkalasi litium dalam struktur berlapis, sehingga menghasilkan kinerja elektrokimia yang buruk.

Mn4+: Tidak hanya dapat mengurangi biaya bahan, tetapi juga dapat meningkatkan keamanan dan stabilitas bahan.Namun, kandungan Mn yang terlalu tinggi akan dengan mudah membentuk fase spinel dan menghancurkan struktur berlapis, mengurangi kapasitas dan mengurangi siklus.

Kepadatan energi yang tinggi adalah keuntungan terbesar dari baterai lithium ternary, dan platform tegangan merupakan indikator penting dari kepadatan energi baterai, yang menentukan efisiensi dasar dan biaya baterai.Semakin tinggi platform tegangan, semakin besar kapasitas spesifik, sehingga volume, berat, dan bahkan baterai Ampere yang sama, baterai lithium bahan terner dengan platform tegangan lebih tinggi memiliki masa pakai baterai yang lebih lama.Platform tegangan pelepasan baterai lithium ternary tunggal setinggi 3.7V, fosfat besi lithium adalah 3.2V, dan lithium titanate hanya 2.3V.Oleh karena itu, dari sudut pandang kepadatan energi, baterai lithium ternary lebih baik daripada lithium iron phosphate, lithium manganate atau Lithium titanate memiliki keunggulan mutlak.

Keamanan yang buruk dan masa pakai yang pendek adalah kekurangan utama baterai lithium ternary, terutama kinerja keselamatan, yang telah menjadi faktor utama yang membatasi pencocokan skala besar dan aplikasi terintegrasi skala besar.Sejumlah besar tes yang sebenarnya menunjukkan bahwa sulit untuk baterai ternary dengan kapasitas yang lebih besar untuk lulus tes keamanan seperti akupunktur dan overcharge.Ini juga merupakan alasan mengapa lebih banyak elemen mangan umumnya diperkenalkan pada baterai berkapasitas besar, atau bahkan dicampur dengan lithium manganat.Siklus hidup 500 kali berada di tengah baterai lithium, sehingga bidang aplikasi utama baterai lithium ternary adalah produk elektronik konsumen seperti 3C digital.