鉅大LARGE | 點擊量:7930次 | 2018年05月22日
鎳鈷錳酸鋰電池怎么樣?
鎳鈷錳酸鋰(LiNiMnCoO2或NMC)
最成功的鋰離子體系之一是鎳錳鈷(NMC)的陰極組合。與錳酸鋰類似,這個體系可以定制用作能量電池或功率電池。例如,中等負載條件下的18650電池中的NMC具有約2,800mAh的容量并且可以提供4A至5A放電電流;同一類型的NMC在針對特定功率進行優化時,容量僅為2,000mAh,但可提供20A的連續放電電流。硅基陽極將達到4000mAh以上,但負載能力降低,循環壽命縮短。添加到石墨中的硅具有缺陷,即陽極隨著充電和放電而膨脹和收縮,使得電池機械應力大結構不穩定。NMC的秘密在于鎳和錳的結合。與此類似的是食鹽,其中主要成分鈉和氯化物本身是有毒的,但將它們混合起來作為調味鹽和食品保存劑。鎳以其高比能量而聞名,但穩定性差;錳尖晶石結構可以實現低內阻但比能量低。兩種活性金屬優勢互補。
NMC是電動工具,電動自行車和其他電動動力系統的首選電池。陰極組合通常是三分之一鎳,三分之一錳和三分之一鈷,也被稱為1-1-1。這提供了一種獨特的混合物,由于鈷含量降低,也降低了原材料成本。另一個成功的組合是NCM,其中含有5份鎳,3份鈷和2份錳(5-3-2)。也可以使用其他不同量的陰極材料組合。由于鈷的高成本,電池制造商從鈷系轉向鎳陰極。鎳基系統比鈷基電池具有更高的能量密度,更低的成本和更長的循環壽命,但是它們的電壓略低。新型電解質和添加劑可以使單只電池充電至4.4V以上,從而提高電量。
圖1展示了NMC的特性。
圖1:NMC的蜘蛛圖。NMC具有良好的整體性能,并且在比能量方面表現出色。這種電池是電動車的首選,具有最低的自熱率。
由于該體系經濟性和綜合性能表現均比較好,因此NMC混合鋰離子電池越來越受到重視。鎳,錳和鈷三種活性材料可輕松混合,以適應需要頻繁循環的汽車和能源存儲系統(EES)的廣泛應用。NMC家族的多樣性正在增長。
表2:鋰鎳錳鈷氧化物(NMC)的特性。
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%
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