鎳鈷錳三元鋰電池材料研究進展

來源：存能電氣  日期：2021-05-12 10:26  瀏覽量：次

　　鎳鈷錳三元鋰電池材料研究進展。鎳鈷錳三元材料和磷酸鐵鋰常被業內人士進行對比，有時甚至上升到“對決”的關系。科學地講，三元鋰電池是以鎳鈷元素作為正極材料，以錳鹽或鋁鹽來穩定化學架構的一種鋰電池。兩種材料的結晶度良好，可形成理想的固溶體。

　　鎳鈷錳三元鋰電池材料研究進展

　　鎳鈷錳三元鋰電池材料是近年來開發的一類新型鋰離子電池正極材料，具有容量高、循環穩定性好、成本適中等重要優點，由于這類材料可以同時有效克服鈷酸鋰材料成本過高、錳酸鋰材料穩定性不高、磷酸鐵鋰容量低等問題，在鋰電池中已實現了成功的應用，并且應用規模得到了迅速的發展。

　　人們發現：鎳鈷錳三元鋰電池正極材料中鎳鈷錳比例可在一定范圍內調整，并且其性能隨著鎳鈷錳的比例的不同而變化，因此，出于進一步降低鈷鎳等高成本過渡金屬的含量，以及進一步提高正極材料的性能的目的；世界各國在具有不同鎳鈷錳組成的三元材料的研究和開發方面做了大量的工作，已經提出了多個具有不同鎳鈷錳比例組成的三元材料體系。

　　固相法和共沉淀法是傳統制備三元鋰電池材料的主要方法，為了進一步改善三元材料電化學性能，在改進固相法和共沉法的同時，新的方法諸如溶膠凝膠、噴霧干燥、噴霧熱解、流變相、燃燒、熱聚合、模板、靜電紡絲、熔融鹽、離子交換、微波輔助、紅外線輔助、超聲波輔助等被提出。

　　鎳鈷鋁制作不僅工藝要求高且成本高，但鋁可以起到提高電池循環化學穩定性的作用，搭配在三元體系中，鎳含量可以得到一定提升，從而實現更高的鋰電池能量密度。但是鎳鈷鋁晶體結構較鎳鈷錳不穩定，容易在較高溫度的情況下，發生崩塌導致熱失控，進而引發風險。

　　鎳鈷錳，在達到一定溫度時會發生分解，釋放氧氣，而氧氣會加速高溫作用下電解液的反應，進而造成風險。所以我需要更為可靠的包裝方式。當下最主流的方式有三種：圓柱型、方殼型和軟包型。

　　在三元材料鋰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。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。

　　以上就是鎳鈷錳三元鋰電池材料最新研究進展，由于這類材料可以同時有效克服鈷酸鋰材料成本過高、錳酸鋰材料穩定性不高、磷酸鐵鋰容量低等問題，在電池中已實現了成功的應用，并且應用規模得到了迅速的發展。