Чтобы улучшить плотность энергии аккумуляторов и запас хода транспортных средств, основной концепцией в то время было повышение безопасности тройных материалов с высоким содержанием никеля для удовлетворения требований эксплуатации транспортных средств.
Недавний новостной отчет о пути развития мощных литий-ионных аккумуляторов предполагает, что тройные литий-ионные аккумуляторы с высоким содержанием никеля станут основной силой аккумуляторов в ближайшие годы, а плотность энергии достигнет уровня 300 Втч / кг. Эта статья направлена на наблюдение и заботу о нынешней жизни тройной системы с высоким содержанием никеля.
1. Принцип работы литиевых батарей
В то время распространенными литиевыми батареями были в основном трехкомпонентные литиевые батареи, литий-фосфат железа, литий-марганцевый оксид, литий-кобальтовый оксид и т. д., все они были названы в соответствии с типом информации о положительном электроде. Коммерческие материалы отрицательного электрода, используемые вместе с ним, обычно представляют собой графитовые отрицательные электроды. Основной принцип работы показан на следующем рисунке.
В процессе зарядки из-за воздействия на аккумулятор внешнего напряжения на клеммах электроны вблизи положительного токосъемника движутся к отрицательному электроду под действием движущей силы электрического поля. Достигнув отрицательного электрода, они соединяются с ионами лития в отрицательном электроде, образуя часть нейтрального электрода, которая хранится в графитовом зазоре; Появление отрицательного электрода, потребляющего некоторое количество ионов лития, приводит к уменьшению концентрации ионов лития, что приводит к разнице концентраций ионов между положительным и отрицательным электродами.
Из-за разницы концентраций ион лития в положительном электроде перемещается изнутри данных наружу положительного электрода вдоль электролита, проходит через барьер и достигает внешней стороны отрицательного электрода; Кроме того, под действием электрического потенциала он рассеивается вглубь данных отрицательного электрода и встречается с электронами, поступающими из внешней цепи, что частично указывает на то, что нейтраль находится в ловушке внутри данных отрицательного электрода.
Процесс разрядки, с другой стороны, прямо противоположный. После замыкания цепи нагрузки начинается процесс разряда, когда электроны вытекают из отрицательного коллектора и проходят через внешнюю цепь, достигая положительного электрода; Наконец, ион лития внедряется в материал положительного электрода и объединяется с электронами, поступающими из внешней цепи.
Графит отрицательного электрода имеет слоистую структуру, и способ внедрения и удаления ионов лития существенно не отличается для различных типов ионов лития. Существуют значительные различия в структуре решетки различных материалов положительного электрода, при этом ионы лития рассеиваются внутрь и наружу во время процесса зарядки и разрядки, что приводит к немного отличающимся процессам.
2. Типы и характеристики материалов первичного положительного электрода
В то время существовало четыре типа катодных материалов с широкой коммерциализацией: оксид лития-кобальта, фосфат лития-железа, оксид лития-марганца и тройной литий. В этот период, хотя оксид лития-кобальта имеет очевидные преимущества по плотности энергии и другим аспектам, вопросы безопасности стали узким местом, а масштабы применения становятся все меньше и меньше. Оксид лития-марганца плохо работает при циклировании и при высоких температурах. Несмотря на то, что он обладает высокой устойчивостью к перезарядке и низкой стоимостью, он в основном используется в недорогих или низкоскоростных автомобилях, и его доля на рынке также сокращается.
Только фосфат лития-железа и трехкомпонентный литий были в то время настоящим мейнстримом. Один из них имел преимущества в плотности энергии и низкотемпературной функции, а другой имел преимущества в долговечности и безопасности. Национальным политикам и конечным пользователям было трудно сделать выбор между ними. Пока в автобусах в основном используется литий-железо-фосфат, тогда как легковые автомобили и другие модели, требующие высокой выносливости и опыта работы с клиентами, выбирают тройные литиевые батареи.
3. Структура и характеристики тройного литиевого положительного электрода.
Тернарные данные были горячей темой в последние несколько лет, в течение которых состав Ni может улучшить активность данных и плотность энергии; Компонент Co также является активным веществом, которое может стабилизировать слоистую структуру данных и уменьшить смешивание катионов, облегчая глубокую разрядку данных, тем самым улучшая разрядную способность данных; Компонент Mn играет вспомогательную роль в анализе данных, обеспечивая стабильность во время процессов зарядки и разрядки. Тройной литий принципиально воплощает в себе преимущества нескольких материалов.