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Riassunto

Che cosa è una batteria al litio ternaria? In natura, il litio è il metallo più leggero con il più piccolo Massachusetts atomico. Il suo peso atomico è 6.94g/mol e ρ=0.53g/cm3. Il litio è chimicamente attivo e facilmente perde gli elettroni ed è ossidato a Li+, in modo dal potenziale di elettrodo standard è il più negativo, -3,04

Che cosa è una batteria al litio ternaria?

In natura, il litio è il metallo più leggero con il più piccolo Massachusetts atomico. Il suo peso atomico è 6.94g/mol e ρ=0.53g/cm3. Il litio è chimicamente attivo e facilmente perde gli elettroni ed è ossidato a Li+. Di conseguenza, il potenziale di elettrodo standard è la maggior parte della negazione, -3.045V e l'equivalente elettrochimico è il più piccolo, 0.26g/Ah. Queste caratteristiche di litio determinano che è molto materiali con alta energia specifica. La batteria al litio ternaria si riferisce ad una batteria secondaria del litio che usa tre ossidi metallici di transizione di nichel, di cobalto e di manganese come il materiale positivo dell'elettrodo. Completamente integra la buona prestazione del ciclo dell'ossido di cobalto del litio, l'alta capacità specifica del nickelate del litio ed il alto basso costo e del sicurezza del manganato del litio. Usa i metodi molecolari di mescolanza, della verniciatura, del rivestimento e della superficie di modifica del livello per sintetizzare il nichel. Cobalto, manganese ed altri ossidi compositi sinergici a più elementi di intercalare del litio. È una batteria ricaricabile dello litio-ione che ampiamente è ricercata e si applica.

Durata di batteria al litio ternaria

La cosiddetta durata di batteria al litio si riferisce a che la capacità dei decadimenti della batteria a 70% della capacità nominale (la capacità della batteria alla temperatura ambiente 25°C, alla pressione atmosferica standard e scaricato a 0.2C) dopo un periodo, che può essere considerato come la conclusione di vita. Nell'industria, la vita di ciclo generalmente è calcolata dal numero dei cicli completamente del caricato di ed ha scaricato le batterie al litio. Nel corso di uso, una reazione elettrochimica irreversibile si presenta dentro la batteria al litio, che conduce ad una diminuzione nella capacità, quali la decomposizione dell'elettrolito, la disattivazione dei materiali attivi, il crollo della struttura positiva e negativa dell'elettrodo e la riduzione del numero degli ioni del litio inseriti ed estratti, ecc… Gli esperimenti hanno indicato che un più alto tasso di scarico condurrà ad un'attenuazione più veloce della capacità. Se la corrente di dispersione è più bassa, la tensione della batteria sarà vicina alla tensione di equilibrio e più energia può essere liberata.

La durata teorica di una batteria al litio ternaria è di circa 800 cicli, che è media fra le batterie al litio ricaricabili commerciali. Il fosfato del ferro del litio è di circa 2.000 cicli, mentre il titanato del litio sarebbe capace di raggiungere 10.000 cicli. Attualmente, i produttori della batteria della corrente principale promettono più di 500 volte (tassa e scarico nelle condizioni normali) nelle specifiche delle loro batterie ternarie. Tuttavia, dopo che le batterie sono montate in un pacchetto della batteria, dovuto le edizioni di consistenza, la tensione principale e l'interno la resistenza non possono essere esattamente la stessa e la sua vita di ciclo è circa 400 volte. Il produttore raccomanda che la finestra di uso del SOC sia 10%~90%. Caricarsi profondo e scaricare non sono raccomandati, altrimenti danneggierà irreversibile la struttura positiva e negativa della batteria. Se è calcolato tramite la tassa bassa e lo scarico basso, la vita di ciclo sarà almeno 1000 volte. Inoltre, se le batterie al litio sono scaricate frequentemente nell'ambito degli ambienti di temperatura elevata e di tasso alto, la durata di vita della batteria drasticamente sarà ridotta a meno di 200 volte.

Vantaggi e svantaggi della batteria al litio ternaria

La batteria al litio ternaria è relativamente equilibrata in termini di capacità e sicurezza ed è una batteria con la prestazione globale eccellente. Le funzioni principali, i vantaggi e gli svantaggi dei tre elementi del metallo sono come segue:

Co3+: Riduca lo spazio mescolantesi del catione, stabilizzi la struttura stratificata del materiale, ridurre il valore dell'impedenza, aumentare la conduttività elettrica e migliori la prestazione del tasso e del ciclo.

Ni2+: può aumentare la capacità del materiale (aumenti la densità di energia del volume del materiale) e dovuto il simile raggio di Li e di Ni, troppo Ni inoltre indurrà il litio ed il nichel ad essere misto dovuto il fenomeno della dislocazione di Li e la concentrazione di ioni del nichel nello strato del litio più grande il valore, più difficile è al litio del deintercalate nella struttura stratificata, con conseguente prestazione elettrochimica difficile.

Mn4+: Non solo può ridurre il costo dei materiali, ma anche può migliorare la sicurezza e la stabilità dei materiali. Tuttavia, un contenuto eccessivamente alto di mn formerà facilmente una fase dello spinello e distruggerà la struttura stratificata, riducente la capacità e riducente il ciclo.

La densità di alta energia è il più grande vantaggio delle batterie al litio ternarie e la piattaforma di tensione è un indicatore importante di densità di energia della batteria, che determina l'efficienza ed il costo di base della batteria. Più alta la piattaforma di tensione, più grande la capacità specifica, in modo dallo stesso volume, il peso e perfino la batteria dello stesso ampère, la batteria al litio materiale ternaria con un'più alta piattaforma di tensione hanno una durata di vita della batteria più lunga. La piattaforma di tensione di scarica di singola batteria al litio ternaria è alta quanto 3.7V, il fosfato del ferro del litio è 3.2V ed il titanato del litio è soltanto 2.3V. Di conseguenza, dal punto di vista di densità di energia, la batteria al litio ternaria è migliore del fosfato del ferro del litio, il manganato del litio o il titanato del litio presenta i vantaggi assoluti.

La sicurezza difficile e la breve vita di ciclo sono le imperfezioni principali delle batterie al litio ternarie, particolarmente la prestazione della sicurezza, che è stata un fattore principale che ha limitato la loro corrispondenza su grande scala ed applicazioni integrate su grande scala. Tantissimi esami reali provano che è difficile per le batterie ternarie con più grande capacità di superare le prove della sicurezza quali agopuntura e sovraccarico. Ciò è inoltre la ragione per la quale più elementi del manganese sono introdotti generalmente in batterie di grande capacità, o persino sono mescolati con il manganato del litio. La durata di ciclo di 500 volte è in mezzo alla batteria al litio, in modo dal campo di applicazione principale della batteria al litio ternaria è prodotti elettronici del consumatore quale 3C digitale.