锂离子电池三元正极材料.ppt

锂离子电池正极材料——三元材料 2 概述?近年来,为应对汽车工业迅猛发展带来的诸如环境污染、石油资源急剧消耗等负面影响,各国都在积极开展采用清洁能源的电动汽车 EV 以及混合动力电动车 HEV 的研究。其中作为车载动力的动力电池成为 EV 和 HEV 发展的主要瓶颈。?电动汽车虽不能解决能源短缺的问题,但是能够解决环境污染的问题(雾霾)。 3 概述4 钴酸锂传统正极材料—— LiCoO2 优点:工作电压高、电压平稳、循环性能好、比能量高、适合大电流放电缺点:实际容量仅为理论容量的 50% 左右(理论 274mAh/g , 实际 140~155mAh/g )、抗过充性能差、钴资源匮乏、价格高—主要应用于移动电子产品尖晶石锰酸锂?锰资源丰富、廉价、成本低;耐过充性能好,安全性好?循环性能差、比容量低磷酸铁锂?安全性好、成本低、无毒无污染、放电平台稳定?电压低、能量密度低、电导率低、振实密度低概述5 LiNi x Co y Mn zO 2三元协同效应 Co ,减少阳离子混合占位,稳定层状结构 Ni ,可提高材料的容量 Mn ,降低材料成本,提高安全性和稳定性概述6 优点缺点比容量高循环寿命长安全性能好价格低廉平台相对较低首次充放电效率低概述7目前商业化三元材料概述8各元素的作用? Co 元素 Co 含量增加能有效减少阳离子混排,降低阻抗值,提高电导率和改善充放电循环性能,但随着 Co 含量增加,材料的可逆嵌锂容量下降,成本增加? Ni 元素 Ni 的存在有利于提高材料的可逆嵌锂容量,但过多的 Ni 会使材料的循环性能恶化? Mn 元素 Mn 不仅可以降低材料的成本,而且稳定结构,提高材料的稳定性和安全性。 Mn 的含量太高会出现尖晶石相而破坏材料的层状结构。概述9研究方向?寻求合适的 Ni 、 Co 、 Mn 配比?提高振实密度( NCM 的压实密度低 3; LCO 为 3) ?高温胀气,尤其是高 Ni 时?稳定性和倍率性能差——离子掺杂、表面包覆概述 10