三元聚合物鋰電池是指采用鋰鎳鈷錳三元正極材料作為正極材料的鋰電池。鋰離子電池正極材料種類繁多,主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。三元材料綜合了鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰三類材料的優(yōu)點,具有容量高、成本低、安全性好等優(yōu)異特性,在小型鋰電池中逐漸占據(jù)一定的市場份額,在動力鋰電池領域有很好的發(fā)展前景。
對于鋰電池來說,鈷金屬是必不可少的材料,但金屬鈷一方面價格昂貴,另一方面又有毒性,無論是技術先進的日韓企業(yè),還是國內的電池廠商,近年來都在致力于降低電池中的鈷含量。在此趨勢下,以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽制備而成的鎳鈷錳酸鋰三元材料逐漸受到青睞。從化學角度看,三元材料屬于過渡金屬氧化物,電池能量密度較高。
雖然鈷在三元材料中仍不可或缺,但其質量分數(shù)通常控制在20%左右,成本大幅下降。而且兼具鈷酸鋰和鎳酸鋰的優(yōu)點。隨著近年來國內外廠商產量不斷增加,以三元材料作為鋰電池正極材料替代商用鈷酸鋰的趨勢已經十分明顯。
從電動汽車到智能手機、可穿戴設備,又或是充電寶,這項新技術完全適用。特斯拉[微博]是最早將三元電池應用到電動汽車上的,其ModelS續(xù)航里程為486公里,電池容量為85kWh,采用8142塊松下18650電池,容量為3.4AH。工程師們將這些電池以磚塊和碎片的形式均勻分布,組成一個完整的電池組,位于車輛地板上。
從全球來看,各方都在不斷推進三元材料的研究和生產,在這個過程中,材料性能得到了很大的提升,應用領域也被一再拓展,日韓企業(yè)在三元材料電池的研發(fā)上表現(xiàn)突出。我國三元材料的生產起步于2005年左右,目前有十余家規(guī)模企業(yè)。
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