Klassifizierung ternärer Lithiumbatterien

Übersicht über die ternäre Lithiumbatterie

Es gibt viele Arten von Kathodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien. Je nach Kathodenmaterial können sie in Lithiumkobaltoxid, Lithiummanganat, ternäre Materialien, Lithiumeisenphosphat und Lithiumtitanat unterteilt werden. Ternäre Lithiumbatterie bezieht sich auf eine Lithiumbatterie, die drei Übergangsmetalloxide von Nickel, Kobalt und Mangan als positive Elektrodenmaterialien verwendet. Da sie die Vorteile von Lithiumkobaltoxid, Lithiumnickeloxid und Lithiummanganat kombiniert, ist ihre Leistung besser als die der oben genannten Kathodenmaterialien mit einer einzigen Komponente. Die experimentelle Analyse zeigt, dass die drei Elemente mit unterschiedlichen Wertigkeiten eine Übergitterstruktur bilden und es einen offensichtlichen synergistischen Effekt zwischen den drei Komponenten gibt, der das Material stabiler macht und die Entladungsplattform bis zu 3,6 V hoch ist, sodass sie als das vielversprechendste angesehen wird. Eines der positiven Elektrodenmaterialien. Ternäre Batterien verfügen über hervorragende elektrochemische Eigenschaften wie hohe Energiedichte, gute Sicherheit und Stabilität, Unterstützung für Hochratenentladung usw. sowie einen moderaten Kostenvorteil. Es ist weit verbreitet und hat im Bereich der Energie ein starkes Entwicklungspotenzial gezeigt Lithiumbatterien wie intelligente Roboter, AGV-Logistikfahrzeuge, Drohnen und Fahrzeuge mit alternativer Energie.

Derzeit konzentriert sich die Forschung zu ternären Materialien hauptsächlich auf die Herstellung von Vorläufern, die Synthese von Materialien und die Beziehung zwischen elektrochemischer Leistung und Struktur. Die meisten Übergangsmetallelemente Ni, Co und Mn in diesem Material liegen in den Valenzzuständen +2, +3 bzw. +4 vor. Während des Lade- und Entladevorgangs reagieren nur Ni2+/Ni4+ und Co3+/Co4+, und Mn reagiert grundsätzlich nicht. Die Teilnahme an elektrochemischen Reaktionen spielt nur eine Rolle bei der Stabilisierung der Materialstruktur. In Bezug auf die Herstellungsmethode umfassen die in der Industrie üblicherweise verwendeten Synthesemethoden: Hochtemperatur-Festphasenmethode, Co-Fällungsmethode, Sol-Gel-Methode, hydrothermale Synthesemethode, Verbrennungsmethode und dergleichen. Ternäres Material ist ein Lithiumbatterie Kathodenmaterial mit hervorragender Gesamtleistung. Durch Ändern des Molverhältnisses der drei Materialien innerhalb eines bestimmten Bereichs und Hinzufügen entsprechender Additive (Bindemittel, Leitmittel, Stromkollektor usw.) kann es in einem bestimmten Bereich erhalten werden. Einerseits verfügt es über hervorragende Leistungsmerkmale wie Leistung ternäre Lithiumbatterie, Kapazität ternäre Lithiumbatterie, ultra-niedrige Temperatur ternäre Lithiumbatterie und so weiter.

Ternäre Polymer-Lithium-Batterie

Ternäre Polymer-Lithium-Batterie bezieht sich auf eine Lithiumbatterie mit einem ternären positiven Elektrodenmaterial aus Nickel-Kobalt-Lithium-Manganat (Li(NiCoMn)O2) und einem Gelpolymerelektrolyten. Als Transportmedium für die Ionenbewegung besteht der Elektrolyt im Allgemeinen aus Lösungsmittel und Lithium Salz. Der Elektrolyt von Lithium-Sekundär Batterie umfasst hauptsächlich flüssigen Elektrolyten, ionischen flüssigen Elektrolyten, festen Polymerelektrolyten und Gelpolymerelektrolyten. Gel Polymer Elektrolyte bestehen aus Polymeren, organischen Lösungsmitteln und Lithiumsalzen und werden durch Mischen von organischen Elektrolyten und festen Polymermatrizen hergestellt. Da es in Form eines Gels vorliegt, hat es die Vorteile sowohl eines festen als auch eines flüssigen Elektrolyten. Da der Elektrolyt in der Polymerkette eingeschlossen ist, weist er in einem weiten Temperaturbereich auch eine hohe Ionenleitfähigkeit (bis zu 10%) auf. -3S/cm). Sein größter Vorteil ist die hohe mechanische Festigkeit der Membran, und der Film bietet eine große Oberfläche. Je dünner der Film, desto höher die Energiedichte, da mehr aktive Spezies in die Batterie eingebettet werden können. Darüber hinaus ist seine elektrochemische Stabilität sehr gut und er ist beständig gegen hohe Temperaturen. Die meisten Hochtemperaturbatterien auf dem Markt verwenden Polymer Elektrolyte.

Ternäre Lithiumbatterie

Die sogenannte Macht Batterie bedeutet, dass die Batterie eine Entladung mit hoher Rate und hohem Strom unterstützt, eine hohe Leistungsdichte aufweist und mehr Energie pro Zeiteinheit freisetzt. Die Entladekapazität bezieht sich auf die Fähigkeit, Batterie Kapazität, wenn die Lade- und Entladerate zunimmt. Die Lade- und Entladerate wird durch xC dargestellt, 1C bedeutet, dass die Nennkapazität der Batterie in 1 Stunde aufgebraucht werden kann, während die Entladerate bei 2C 30 Minuten lang genutzt werden kann.

Die Leistungsfähigkeit einer Batterie hängt eng mit der Batterie Design und wird von vielen Faktoren beeinflusst, wie Elektrolyt, Separator, Art des aktiven Materials, Größe der aktiven Partikel usw. Unter diesen Faktoren ist die Dicke der Elektrode der Hauptfaktor, der die Hochstromentladefähigkeit beeinflusst. Die Entladefähigkeit kann erheblich verbessert werden, indem die Elektroden dünner gemacht werden, da dünne Elektroden weniger elektronische und ionische Impedanz in sich haben. Dünnere Elektroden führen jedoch zu weniger aktiver Materialmasse in den Elektroden und damit zu einer Verringerung der Batteriekapazität. Daher besteht die größte technische Herausforderung der ternären Stromversorgung darin, Lithiumbatterie besteht darin, die Hochstromentladefähigkeit zu erhöhen, ohne die Kapazität zu verringern.

Für die ternäre Potenz Lithiumbatterie, das Unternehmen mit der meisten Forschung und der ausgereiftesten Technologie ist die japanische Panasonic Corporation. Die 30C-Entladung kann bereits im Versuchsstadium erreicht werden, und die Entladerate der Leistung 18650 ternäre Lithiumbatterie wurde erfolgreich kommerzialisiert und in Massenproduktion hergestellt. Bis zu 12C beträgt die Kapazität auch bis zu 3300 mAh. Es gibt auch inländische Hersteller, die eine höhere Entladerate erreichen, aber die Stabilität der Batterie muss verbessert werden, insbesondere nach einer gewissen Nutzungsdauer werden ihre Zyklenlebensdauer und die Entladekapazität stark reduziert. Es wurde berichtet, dass die Ratenleistung von Lithiumbatterien kann durch Methoden wie Partikelbeschichtung und -modifizierung verbessert werden.

Ternäre Niedertemperatur-Lithiumbatterie

Die Temperatureigenschaften der Batterie sind ein Indikator für die Zuverlässigkeit der Batterie. Die Leistung der Batterie kann auch durch Änderung der Umgebungstemperatur bewertet werden. Die Niedertemperatureigenschaften von Lithiumbatterien werden hauptsächlich anhand der Entladeeigenschaften bei niedrigen Temperaturen und der Zyklenlebensdauer untersucht. Das Wichtigste bei Niedertemperaturbatterien ist, die Fließfähigkeit der Materialien unter niedrigen Temperaturen aufrechtzuerhalten, damit Lithiumionen frei zwischen den positiven und negativen Elektroden pendeln können, um das Laden und Entladen der Batterie zu ermöglichen. Beispielsweise verbessert die Verwendung eines Elektrolyten mit niedrigem Schmelzpunkt und die Verringerung der Partikelgröße des aktiven Materials die Niedertemperaturleistung der Batterie. Dies liegt daran, dass die Vergrößerung des Lithiumionenkanals die langsame Bewegung der Lithiumionen bei niedrigen Temperaturen bis zu einem gewissen Grad ausgleicht.

Derzeit, ternäre Lithiumbatterie Hersteller im In- und Ausland können grundsätzlich eine Entladetemperatur von -20 Grad erreichen, die Entladekapazität ist größer als 50% und die Zyklenlebensdauer beträgt etwa 400 Mal, was den Anforderungen gewöhnlicher Elektrogeräte und Stromverbrauchsszenarien vollständig gerecht wird. Bei Spezialprodukten wie Luft- und Raumfahrt- und Militärausrüstung oder in extrem kalten Umgebungen wie nördlichen und hohen Bergen, Lithiumbatterien muss in der Lage sein, niedrigere Entladebetriebstemperaturen zu erreichen, um rauen Betriebsbedingungen gerecht zu werden. Das Special Cell Research Institute von Dongguan Juda Electronics Co., Ltd. hat eine große Anzahl von elektrochemischen Experten und hochrangigen Ingenieurprofessoren der Branche versammelt. Mit einem starken F&E-Team hat es erfolgreich eine Niedertemperatur-Entladung von -40 Grad entwickelt, und die Entladekapazität beträgt bis zu 67%. Ultraniedrige Temperatur Lithiumbatterien zielen hauptsächlich auf militärische und spezielle Anwendungen ab und haben bereits eine kommerzielle Massenproduktion erreicht.