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三元鋰離子電池指的是哪三元呢?

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1781次  |  2021年04月07日  

關(guān)注新能源汽車的朋友對(duì)三元鋰離子電池這個(gè)詞并不陌生。這個(gè)三元不是指三元牛奶而是一種正極材料。


用三元材料作為正極材料的動(dòng)力鋰離子電池近年來(lái)憑借其容量高、循環(huán)穩(wěn)定性(電池壽命)好、成本適中等優(yōu)點(diǎn),逐漸替代了鎳氫電池、鈷酸鋰離子電池、磷酸鐵鋰離子電池,成為目前市場(chǎng)上最主流的電池。


三元鋰離子電池的三元指的是鎳(Ni)鈷(Co)錳(Mn)三種元素。


而這三種元素中鎳和鈷是活性金屬,錳不參與電化學(xué)反應(yīng)。一般來(lái)說(shuō),活性金屬成分含量越高,電池容量就越大,但當(dāng)Ni的含量過高時(shí),會(huì)引起Ni2+占據(jù)Li+的位置,加劇了陽(yáng)離子混排,從而導(dǎo)致容量降低。


Co也是活性金屬,但能起到抑制陽(yáng)離子混排的用途,從而穩(wěn)定材料層狀結(jié)構(gòu)。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

Mn作為非活性金屬重要起到穩(wěn)定反應(yīng)提高安全性的用途。


鈷元素相當(dāng)于美羊羊,雖然也有戰(zhàn)斗力,但重要負(fù)責(zé)通過美貌改善團(tuán)隊(duì)氛圍。


錳元素是慢羊羊,沒有戰(zhàn)斗力,是羊村的精神領(lǐng)袖,起到穩(wěn)定團(tuán)隊(duì)的用途防止羊互相打起來(lái)。


鎳鈷錳三元材料通常可以表示為:LiNixCoyMnzO2,其中x+y+z=1。


人們發(fā)現(xiàn),三元正極材料中鎳鈷錳比例可在一定范圍內(nèi)調(diào)整,并且其性能隨著鎳鈷錳的比例的不同而變化。

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標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備

通過大量的研究,世界各國(guó)提出了多個(gè)具有不同鎳鈷錳比例組成的三元材料體系,包括333,523,622,811體系等。


簡(jiǎn)單來(lái)講第一個(gè)數(shù)字越大,電池的性能越強(qiáng),生產(chǎn)難度越高,使用條件越苛刻。


最后一個(gè)數(shù)字越大,電池性能越差,生產(chǎn)成本也越低。


目前333、523型鋰離子電池是汽車動(dòng)力鋰電池的主流型號(hào),而622、811型鋰離子電池也是我國(guó)的重要研究方向。


目前國(guó)內(nèi)動(dòng)力鋰電池廠的三元電池產(chǎn)品的質(zhì)量參差不齊,三元材料的穩(wěn)定性本身相關(guān)于磷酸鐵鋰就弱勢(shì)一些,再加上復(fù)雜的工藝要求,所以產(chǎn)量提高有限,還有很長(zhǎng)的路要走。但三元鋰離子電池未來(lái)一定是未來(lái)汽車動(dòng)力鋰電池的主流,至于原因開篇已經(jīng)交代了近日,有媒體公布報(bào)告預(yù)測(cè),鈷的短缺潮可能會(huì)提前到來(lái),這一動(dòng)力鋰電池最昂貴材料的緊缺將在未來(lái)5~10年對(duì)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)較大的影響。數(shù)據(jù)顯示,剛果(金)的鈷產(chǎn)出占全球鈷礦的2/3,亟待發(fā)現(xiàn)新的資源產(chǎn)地。另外,不少寡頭礦產(chǎn)公司正在大量囤積鈷,導(dǎo)致鈷更加難以獲得。


BNEF一位分析師稱:從目前的情況看,找到新的礦產(chǎn)資源還要很長(zhǎng)時(shí)間,假如僅依靠剛果(金)的鈷資源,那么到2020年時(shí)很有可能出現(xiàn)鈷供給危機(jī)。寶馬集團(tuán)表示,正在大力布局電動(dòng)汽車的汽車制造商都已經(jīng)意識(shí)到供應(yīng)危機(jī)。


值得一提的是,全球最大的新能源汽車市場(chǎng)我國(guó),市場(chǎng)增速比預(yù)期還要快,短時(shí)間內(nèi)將出現(xiàn)一鈷難求的局面。分析師指出,假如鈷的供應(yīng)量無(wú)法穩(wěn)步提升,鈷價(jià)還將急劇上漲,這將對(duì)電動(dòng)汽車市場(chǎng)的發(fā)展造成嚴(yán)重的影響。數(shù)據(jù)顯示,自2016年初開始,鈷在英國(guó)倫敦交易所的價(jià)格上升了270%,今年三月再創(chuàng)歷史新高。電動(dòng)汽車金屬資源集團(tuán)主管皮特迪寧在一封郵件中表示,不管剛果(金)的政局是否會(huì)影響鈷的出口,現(xiàn)在的高價(jià)已經(jīng)充分體現(xiàn)出鈷的緊缺性。


當(dāng)前,松下一直在設(shè)法確保其在鈷市場(chǎng)中的穩(wěn)定供貨,業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè),到2018年松下的鈷用量將達(dá)到近8000噸。此外,寶馬、大眾、三星SDI、LG化學(xué)等公司也都在尋求穩(wěn)定的供貨源,此前大眾和寶馬希望與鈷供應(yīng)商簽訂長(zhǎng)期合同,但進(jìn)展并不順利。我國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)鈷業(yè)分會(huì)秘書長(zhǎng)徐愛東在日前舉辦的我國(guó)(青海)鋰產(chǎn)業(yè)與動(dòng)力鋰電池國(guó)際高峰論壇上特地談到了終端用戶向上游供應(yīng)商鎖資源這一話題。她說(shuō):為了鎖住價(jià)格,很多公司要同上游供貨商簽訂長(zhǎng)達(dá)10年的合同,這一行為不太理智,雖然鈷市現(xiàn)在很熱,但是誰(shuí)都不能保證現(xiàn)在就是低價(jià)。一方面價(jià)格鎖不住;另一方面,很多鈷礦業(yè)加入了‘負(fù)責(zé)任供應(yīng)鏈’體系,希望能夠?qū)崿F(xiàn)鈷行業(yè)可持續(xù)的礦產(chǎn)采購(gòu)。


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