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(lèi)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(lèi)材料的優(yōu)點(diǎn),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(chǎng)份額,在動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域有很好的發(fā)展前景。
對(duì)于鋰電池來(lái)說(shuō),鈷金屬是必不可少的材料,但金屬鈷一方面價(jià)格昂貴,另一方面又有毒性,無(wú)論是技術(shù)先進(jìn)的日韓企業(yè),還是國(guó)內(nèi)的電池廠商,近年來(lái)都在致力于降低電池中的鈷含量。在此趨勢(shì)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(xué)角度看,三元材料屬于過(guò)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(zhì)量分?jǐn)?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(diǎn)。隨著近年來(lái)國(guó)內(nèi)外廠商產(chǎn)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(shì)已經(jīng)十分明顯。
從電動(dòng)汽車(chē)到智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備,又或是充電寶,這項(xiàng)新技術(shù)完全適用。特斯拉[微博]是最早將三元電池應(yīng)用到電動(dòng)汽車(chē)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(gè)完整的電池組,位于車(chē)輛地板上。
從全球來(lái)看,各方都在不斷推進(jìn)三元材料的研究和生產(chǎn),在這個(gè)過(guò)程中,材料性能得到了很大的提升,應(yīng)用領(lǐng)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(guó)三元材料的生產(chǎn)起步于2005年左右,目前有十余家規(guī)模企業(yè)。
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