
1. 三元锂电池的负极通常采用石墨作为材料,其多层结构能够容纳锂原子。正极材料主要是钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂,而负极材料几乎都是石墨。
2. 三元锂电池的正极材料有镍钴锰和镍钴铝两种。这种电池具有较高的能量密度和较好的低温性能,但安全性相对较差。在200摄氏度下,三元锂电池可能开始燃烧,这也是纯电动汽车自燃和爆炸事件的原因之一。
3. 锂电池内部含有隔膜,该隔膜允许锂离子通过,但不允许电子通过,从而形成电流。如果隔膜损坏,正负极可能会直接接触,导致电池起火或爆炸。
4. 使用锂电池时,应避免将其弯曲或刺破,以免损坏隔膜。汽车制造商正在努力提高三元锂电池的安全性。正常使用时,三元锂电池相对安全,但过热可能导致电池爆炸起火。
5. 三元锂电池的优缺点:它在容量和安全性能之间取得了良好的平衡,是一种性能优秀的电池。钴、镍和锰这三种金属元素的作用和优缺点如下:
- Co3+:减少阳离子混合占位,稳定层状结构,降低阻抗值,提高电导率和循环性能。
- Ni2+:增加材料容量,但过多的Ni可能导致锂镍混排,影响电化学性能。
- Mn4+:降低成本并提高安全性和稳定性,但过高的Mn含量可能破坏层状结构,降低容量。
6. 三元锂电池的最大优势是高能量密度。电压平台是影响电池能量密度的重要指标,电压平台越高,比容量越大,从而使电池的续航时间更长。三元锂电池的单体放电电压平台高达3.7V,而磷酸铁锂为3.2V,钛酸锂仅为2.3V。
7. 三元锂电池的主要缺点是安全性能较差和循环寿命较短。尤其是安全性问题,一直是限制其大规模应用的主要因素。大容量三元电池很难通过针刺和过充等安全性测试,因此常需引入锰元素或混合使用锰酸锂来提高安全性。500次的循环寿命在锂电池中属于中等偏下水平,这也是三元锂电池主要应用于3C数码等消费电子产品的原因。