鎳鈷錳三元鋰離子電池正極材料的優點和作用

來源：存能電氣  日期：2019-11-19 16:31  瀏覽量：次

　　鎳鈷錳三元鋰離子電池正極材料的優點和作用。隨著中國快速發展的經濟和信息時代對電池新材料需求的增加，中國電池新材料市場將不斷擴大。鎳鈷錳三元材料憑借電壓穩定、容量高、振實密度較大、能量密度大等優點，逐年擴大在電池正極材料的市場份額，得到廣泛的應用。下面小編來給大家解析鎳鈷錳三元鋰離子電池正極材料的優點和作用。

　　鎳鈷錳三元鋰離子電池正極材料的優點

　　優點：

　　1、自放電率低，無污染，與多種電解質有著良好的相容性，與鈷酸鋰相比價格便宜，國內下一代動力電池主流材料；

　　2、鎳鈷錳酸鋰以相對廉價的鎳和錳取代了鈷酸鋰中三分之二以上的鈷，成本方面優勢非常明顯；

　　3、和其他鋰離子電池正極材料錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰相比，鎳鈷錳酸鋰材料和鈷酸鋰在電化學性能和加工性能方面非常接近，使得鎳鈷錳酸鋰材料成為新的電池材料而逐漸取代鈷酸鋰，成為新一代鋰離子電池材料的寵兒；

　　4、成本低廉，高克容量，工作電壓與現有電解液匹配，安全性好。

　　缺點：

　　1、制備條件非常苛刻，商業化生產困難；

　　2、熱穩定性差，循環性能變差。

　　鎳鈷錳三元鋰離子電池正極材料的作用

　　1、鈷的作用在于可以穩定材料的層狀結構，而且可以提高材料的循環和倍率性能，但過高的鈷含量會導致實際容量降低；

　　2、鎳的作用在于提高增加材料的體積能量密度.但鎳含量高(即高鎳)的三元材料也會導致鋰鎳混排，從而造成鋰的析出；

　　3、錳的作用在于降低材料成本、提高材料安全性和結構穩定性，但過高的錳含量會破壞材料的層狀結構，使材料的比容量降低；所以在以后材料發展中，在保持錳不變的前提下，提高鎳含量，降低固含量，這個是成本及容量性能的綜合考慮。

　　在三元材料電池中鈷可以穩定材料的層狀結構，而且可以提高材料的循環和倍率性能。鎳可以提高增加材料的體積能量密度。錳可以降低材料成本、提高材料安全性和結構穩定性。鎳鈷錳三元電池材料做正極的電池相對于鈷酸鋰電池安全性高，但是平臺太低，用在手機上會有明顯的容量不足的感覺，在一些山寨手機上已經有在用三元材料的電池了，特別是容量比較高的電池。

　　在化合物中，鎳呈現正二價，是主要的電化學活性元素；錳呈現正四價，不參與電化學反應，只對材料的結構穩定性和熱穩定性提供保證；鈷是正三價，部分參與電化學反應；其主要作用是保證材料層狀結構的規整度、降低材料電化學極化、提高其倍率性能。該材料具有比容量高、高電壓下結構穩定、安全性較好等優點．是目前看來最有應用前景的一種鋰離子電池正極材料。

　　鎳鈷錳憑借低廉的制備成本、高能量密度和優異的循環壽命在正極材料中的地位逐步顯現出來。今后三元材料的研究的重點：優化合成工藝，進一步降低制備成本；探索新的制備方法，從而制備出具有高倍率性能的如納米三元和具有特殊形貌的高振實密度三元材料。