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几种解决三元电池材料安全性问题的方案

发布时间:2021-09-08 12:27:02人气:
本文摘要:从能量密度的角度来说,三元材料比LFP和LMO有意味著的优势,但安全性性能毕竟仍然容许其大规模应用于的一个难题。 容量较小的纯三元电池很难通过针刺和过充等安全性测试,这也是大容量电池中一般都要混合锰酸锂一起用于的原因。

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从能量密度的角度来说,三元材料比LFP和LMO有意味著的优势,但安全性性能毕竟仍然容许其大规模应用于的一个难题。  容量较小的纯三元电池很难通过针刺和过充等安全性测试,这也是大容量电池中一般都要混合锰酸锂一起用于的原因。  从笔者了解到的情况来看,主要有如下几种解决问题三元安全性问题的方案:  1.自由选择安全性性能拟合用料的三元材料  众所周知,三元材料中的镍含量越高,材料的稳定性越差,安全性也就越差,目前安全性最差的主流三元镍钴锰用料为1:1:1,即一般来说所说的111三元,111的三元之所以稳定性最差,主要因为:  1)镍所占到的比例较低(相对于442/523等),材料制取过程中更容易构成原始的层状结构,同时顾及了能量密度。  2)锰的比例较高(相对于442/523等),锰是三元材料中其结构稳定性的最重要元素。

  3)镍和锰的比例为1:1,镍和锰同时为稳定性最低的于是以2价和于是以4价。(在这里多说一句,111三元是最合适做到低电压的三元材料,如果低电压电解液瓶颈突破,其能量密度会逊色于任何低镍的三元,循环和电极加工性能都要低几个档次。)  综上所述,在大容量显三元电池中,111三元具备最差的安全性。

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  2.从三元材料本身展开提高  三元材料本身就就是指掺入中发展出来的新型材料,我们指出如果再行在三元中掺入其他元素,不仅不会对其电化学性能产生为止影响,还不会对制取工艺明确提出更加多拒绝,成本的提升某种程度不会容许三元在动力中的应用于,而外壳工艺对于产品的一致性不会产生影响,所以我们指出在确保产品合适产业化的前提下对于材料的安全性性能展开提高才是需要使三元确实应用于动力电池中的最差方法。  所以在这里只说道一下我们的改良方案,之前说道过很多次了,我们的三元材料是类似于钴酸锂的一次颗粒,除了在压实密度和电极加工性能方面有相当大的优势之外,对于安全性也有提升,原因如下:  1)微米级的一次颗粒具备更加原始的层状结构,层状结构就越原始,材料的稳定性就越少,反映为循环性能和安全性性能的提升。  2)粒径较小的一次颗粒具备更佳的动力学稳定性,之前听闻国内某合资公司声称用日本的纳米级三元材料作出的动力电池安全性性能如何如之何,最少在笔者显然,这么宣传的效果是负面的,既然宣传纳米材料就应当重点宣传倍率性能而回避安全性,因为纳米级的材料本身就具备很高的活性,纳米化使材料的稳定性和安全性有所不同程度的减少,笔者之所以提及微米级,就是为了区别于纳米级。

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  3)把一次粒径做到大的另一个优势就是减少了比表面积,增加了材料因为与电解液的认识导致的副反应对于材料结构的毁坏,对于循环和材料稳定性都很有协助。  尽管如此,我们指出三元材料在电池中的安全性是其本身的性质,就像锰酸锂的高温,即使通过完全改性,几乎避免了锰酸锂的3V平台,形貌掌控也做到了很多优化,依然必须电解液和负极的给定才能几乎符合高温性能拒绝。  下面从有所不同的角度的说道一下如何像作好锰酸锂的高温一样,作好三元在电池中的安全性。

  1.减少电池的电池下限电压  目前国内某企业早已很好地解决了35Ah显三元电池的安全性问题,其电池下限电压为4.1V,这样对于整个电池体系的稳定性都有很好的提升。  2.通过做到聚合物显三元电池来提升电池安全性性能  这里说道的是确实意义上液体聚合物电解质的锂离子电池,而不是一般来说意义上的软包电池  3.用于陶瓷隔膜  陶瓷隔膜在隔膜表面涂覆三氧化二铝的一种隔膜,对于三元材料的安全性问题效果很好,但是由于涂覆工艺多变和三氧化二铝种类的繁复,尽管国内外很多厂家申请人了很多涉及的专利,但是实用性较好的产品还很少,之前听闻国内有一家合资企业通过陶瓷隔膜的用于,相当大程度的提升了三元的安全性性能。

(目前有条件的企业可考虑到一种日本新型的无纺布陶瓷隔膜,个人理解具备极高的安全性)  锂电池的每个材料和锂电池本身都是简单的,所以没极致的材料,也没极致的工艺,只有大大优化的给定和大大交流的变革。


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