錳酸鋰
錳酸鋰,作為使用歷史比較長的一種鋰電池材料,其安全性高,尤其抗過充能力強,是一大突出優點。由於錳酸鋰自身結構穩定性好,在電芯設計時,正極材料的用量不必超越負極太多。這樣,使得整個體系中的活性鋰離子的數量不多,在負極充滿以後,不會有太多的鋰離子存於正極。即使出現了過充情形,也不會出現大量鋰離子在負極沉積形成結晶的狀況。因而,錳酸鋰的耐過充能力在常用材料中是*的。
另外,材料價格低廉,並且對生產工藝要求相對不高,是比較早取得廣泛應用的正極材料。
但它也存在著明顯的缺陷。尖晶石錳酸鋰的高溫效能不佳。氧缺陷的存在,使得電芯在高電壓階段容易出現容量衰減,同時,在高溫下進行迴圈使用,也會造成類似的容量衰減。原因出在引發歧化效應的三價錳離子身上。防止高溫衰減的方式主要集中在減少三價錳這個點上。
錳酸鋰,受限於其高溫效能,一般不會用在大功率或者環境溫度高的場合,比如高速乘用車、插電混動等就很少選用錳酸鋰作為動力。但對於電動大巴,市內物流車等,錳酸鋰完全可以勝任。
磷酸鐵鋰
磷酸鐵鋰的優點主要體現在安全性和迴圈壽命上。主要的決定因素來自於磷酸鐵鋰的橄欖石結構。這樣的結構,一方面導致磷酸鐵鋰較低的離子擴散能力,另一方面也使它具備了較好的高溫穩定性,和良好的迴圈效能。
磷酸鐵鋰的缺點也比較明顯,能量密度低,一致性差以及低溫效能不佳。
能量密度低是材料自身的化學性質決定的,一個磷酸鐵鋰大分子只能對應容納一個鋰離子。
一致性,尤其是批次穩定性差,除了與生產管理水平有關,還與其自身的化學性質有關。磷酸鐵鋰是各種鋰電池正極材料中比較難於製備的一種。這種化學反應一致性和均勻性的高難度,同時又帶來了另一個問題,磷酸鐵鋰材料中的鐵單質和鐵離子雜質始終存在,給電池帶來了失效隱患。
磷酸鐵鋰電池,由於其安全性高,雖然能量密度部分的影響了它的使用範圍,但仍然是當前中國電動汽車的主要動力鋰電池品種。尤其涉及到大量人員生命安全的公交車,國家政策強制要求使用磷酸鐵鋰電池。
三元鋰
三元鋰正極材料,綜合了LiCoO2、LiNiO2和LiMnO2三中材料的優點,在同一只電芯內部形成協同效應,兼顧了材料結構的穩定性、活性和較低成本三個要求,是三種主要正極材料中能量密度*的一種。其低溫效果也明顯的好於磷酸鐵鋰電池。
三種元素中,Ni的含量越高,則電芯的能量密度越高,同時,電芯的安全性越低。在實際應用中,三種材料在電芯中的比例關係,隨著時間的推移一直在發生變動。人們對能量密度的追求越來越高,因而Ni 的佔比也越來越高。
三元材料被提及*多的缺點就是安全性,發生熱失控的過程中,其副反應的產物中包含大量氣體,使得事故的危險性和可蔓延的能力大大提高。其次,三元材料的迴圈壽命也是一個瓶頸,目前還達不到磷酸鐵鋰的水平;*,由於三元材料特殊的微觀結構,使得它不適合高壓力壓實的操作,因而通俗的提高能量密度的加工方式對於它不適用。
三元材料市場份額正在逐漸擴張,主要動力來自於對汽車續航里程的追求。想要趕上甚至超越燃油車的續航,電動汽車必須在有限的空間內裝上儘量多的電量,這就使得能量密度變得尤其重要。而去年國家出臺的補貼政策,也是出於激勵高能量密度電芯研發的目的,對能量密度設定了門檻,進不來的就沒有補貼。從整車廠到pack廠再到電芯廠商,每個環節都必須順應提高產品能量密度的大趨勢,於是三元鋰電池得到越來越多的應用。電池本身安全效能的改進和系統監控處理事故能力的提高,也會推進三元鋰電池市場擴張的腳步。
錳酸鋰
錳酸鋰,作為使用歷史比較長的一種鋰電池材料,其安全性高,尤其抗過充能力強,是一大突出優點。由於錳酸鋰自身結構穩定性好,在電芯設計時,正極材料的用量不必超越負極太多。這樣,使得整個體系中的活性鋰離子的數量不多,在負極充滿以後,不會有太多的鋰離子存於正極。即使出現了過充情形,也不會出現大量鋰離子在負極沉積形成結晶的狀況。因而,錳酸鋰的耐過充能力在常用材料中是*的。
另外,材料價格低廉,並且對生產工藝要求相對不高,是比較早取得廣泛應用的正極材料。
但它也存在著明顯的缺陷。尖晶石錳酸鋰的高溫效能不佳。氧缺陷的存在,使得電芯在高電壓階段容易出現容量衰減,同時,在高溫下進行迴圈使用,也會造成類似的容量衰減。原因出在引發歧化效應的三價錳離子身上。防止高溫衰減的方式主要集中在減少三價錳這個點上。
錳酸鋰,受限於其高溫效能,一般不會用在大功率或者環境溫度高的場合,比如高速乘用車、插電混動等就很少選用錳酸鋰作為動力。但對於電動大巴,市內物流車等,錳酸鋰完全可以勝任。
磷酸鐵鋰
磷酸鐵鋰的優點主要體現在安全性和迴圈壽命上。主要的決定因素來自於磷酸鐵鋰的橄欖石結構。這樣的結構,一方面導致磷酸鐵鋰較低的離子擴散能力,另一方面也使它具備了較好的高溫穩定性,和良好的迴圈效能。
磷酸鐵鋰的缺點也比較明顯,能量密度低,一致性差以及低溫效能不佳。
能量密度低是材料自身的化學性質決定的,一個磷酸鐵鋰大分子只能對應容納一個鋰離子。
一致性,尤其是批次穩定性差,除了與生產管理水平有關,還與其自身的化學性質有關。磷酸鐵鋰是各種鋰電池正極材料中比較難於製備的一種。這種化學反應一致性和均勻性的高難度,同時又帶來了另一個問題,磷酸鐵鋰材料中的鐵單質和鐵離子雜質始終存在,給電池帶來了失效隱患。
磷酸鐵鋰電池,由於其安全性高,雖然能量密度部分的影響了它的使用範圍,但仍然是當前中國電動汽車的主要動力鋰電池品種。尤其涉及到大量人員生命安全的公交車,國家政策強制要求使用磷酸鐵鋰電池。
三元鋰
三元鋰正極材料,綜合了LiCoO2、LiNiO2和LiMnO2三中材料的優點,在同一只電芯內部形成協同效應,兼顧了材料結構的穩定性、活性和較低成本三個要求,是三種主要正極材料中能量密度*的一種。其低溫效果也明顯的好於磷酸鐵鋰電池。
三種元素中,Ni的含量越高,則電芯的能量密度越高,同時,電芯的安全性越低。在實際應用中,三種材料在電芯中的比例關係,隨著時間的推移一直在發生變動。人們對能量密度的追求越來越高,因而Ni 的佔比也越來越高。
三元材料被提及*多的缺點就是安全性,發生熱失控的過程中,其副反應的產物中包含大量氣體,使得事故的危險性和可蔓延的能力大大提高。其次,三元材料的迴圈壽命也是一個瓶頸,目前還達不到磷酸鐵鋰的水平;*,由於三元材料特殊的微觀結構,使得它不適合高壓力壓實的操作,因而通俗的提高能量密度的加工方式對於它不適用。
三元材料市場份額正在逐漸擴張,主要動力來自於對汽車續航里程的追求。想要趕上甚至超越燃油車的續航,電動汽車必須在有限的空間內裝上儘量多的電量,這就使得能量密度變得尤其重要。而去年國家出臺的補貼政策,也是出於激勵高能量密度電芯研發的目的,對能量密度設定了門檻,進不來的就沒有補貼。從整車廠到pack廠再到電芯廠商,每個環節都必須順應提高產品能量密度的大趨勢,於是三元鋰電池得到越來越多的應用。電池本身安全效能的改進和系統監控處理事故能力的提高,也會推進三元鋰電池市場擴張的腳步。