Clasificación de las baterías de litio ternarias

Descripción general de la batería ternaria de litio

Hay muchos tipos de materiales de cátodo para Baterías de iones de litioSegún los diferentes materiales del cátodo, se pueden dividir en óxido de cobalto y litio, manganato de litio, materiales ternarios, fosfato de hierro y litio y titanato de litio. Batería de litio ternaria Se refiere a una batería de litio que utiliza tres óxidos de metales de transición de níquel, cobalto y manganeso como materiales de electrodo positivo. Debido a que combina las ventajas del óxido de cobalto de litio, el óxido de níquel de litio y el manganato de litio, su rendimiento es mejor que el de cualquier material de cátodo de un solo componente anterior. El análisis experimental muestra que los tres elementos con diferentes valencias forman una estructura de superred, y existe un efecto sinérgico obvio entre los tres componentes, lo que hace que el material sea más estable, y la plataforma de descarga es tan alta como 3,6 V, por lo que se considera el más prometedor. Uno de los materiales de electrodo positivo. Baterías ternarias Tiene excelentes propiedades electroquímicas, como alta densidad de energía, buena seguridad y estabilidad, soporte para descargas de alta velocidad, etc., así como una ventaja de costo moderada. Se ha utilizado ampliamente y ha demostrado un fuerte potencial de desarrollo en el campo de la energía. Baterías de litio como robots inteligentes, vehículos logísticos AGV, drones y vehículos de nuevas energías.

En la actualidad, la investigación sobre materiales ternarios se centra principalmente en la preparación de precursores, la síntesis de materiales y la relación entre el rendimiento electroquímico y la estructura. La mayoría de los elementos metálicos de transición Ni, Co y Mn en este material existen en los estados de valencia de +2, +3 y +4, respectivamente. Durante el proceso de carga y descarga, solo reaccionan Ni2+/Ni4+ y Co3+/Co4+, y el Mn básicamente no reacciona. La participación en reacciones electroquímicas solo juega un papel en la estabilización de la estructura del material. En cuanto al método de preparación, los métodos sintéticos comúnmente utilizados en la industria incluyen: método de fase sólida a alta temperatura, método de coprecipitación, método sol-gel, método de síntesis hidrotermal, método de combustión y similares. El material ternario es un batería de litio Material de cátodo con un excelente rendimiento integral. Al cambiar la relación molar de los tres materiales dentro de un cierto rango y agregar los aditivos correspondientes (aglutinante, agente conductor, colector de corriente, etc.), se puede obtener en un cierto rango. Por un lado, tiene características de rendimiento sobresalientes, como potencia batería ternaria de litio, batería de litio ternaria de capacidad, temperatura ultrabaja batería ternaria de litio etcétera.

Batería de polímero de litio ternario

Batería de polímero de litio ternario Se refiere a una batería de litio con un material de electrodo positivo ternario que utiliza níquel-cobalto-litio-manganato (Li(NiCoMn)O2) y un electrolito de polímero en gel. Como medio de transporte para el movimiento de iones, el electrolito generalmente está compuesto de solvente y litio Sal. El electrolito de litio secundario. batería Incluye principalmente electrolito líquido, electrolito líquido iónico, electrolito de polímero sólido y electrolito de polímero en gel. polímero Los electrolitos están compuestos de polímeros, disolventes orgánicos y sales de litio, y se preparan mezclando electrolitos orgánicos y matrices de polímeros sólidos. Debido a que existe en forma de gel, tiene las ventajas tanto del electrolito sólido como del electrolito líquido. Dado que el electrolito está confinado en la cadena de polímero, también tiene una alta conductividad iónica (hasta 10%) en un amplio rango de temperaturas. -3S/cm). Su mayor ventaja es la alta resistencia mecánica de la membrana y la película proporciona una gran superficie. Cuanto más delgada sea la película, mayor será la densidad energética porque se pueden incrustar más especies activas en la batería. Además, su estabilidad electroquímica también es muy buena y es resistente a altas temperaturas. La mayoría de las baterías de alta temperatura del mercado utilizan polímero electrolitos.

Batería de litio de potencia ternaria

El llamado poder batería significa que la batería admite descargas de alta velocidad y alta corriente, tiene una alta densidad de potencia y libera más energía por unidad de tiempo. La capacidad de descarga de alta velocidad se refiere a la capacidad de mantener batería Capacidad cuando aumenta la tasa de carga y descarga. La tasa de carga y descarga se representa mediante xC, 1C significa que la capacidad nominal de la batería se puede utilizar en 1 hora, mientras que la tasa de descarga a 2C se puede utilizar durante 30 minutos.

El rendimiento de potencia/velocidad de una batería está estrechamente relacionado con la batería El diseño y la aplicación de la tecnología de baterías ternarias se ven afectados por muchos factores, como el electrolito, el separador, el tipo de material activo, el tamaño de las partículas activas, etc. Entre estos factores, el grosor del electrodo es el principal factor que afecta a la capacidad de descarga de alta corriente. La capacidad de descarga de alta velocidad se puede mejorar en gran medida haciendo que los electrodos sean más delgados, ya que los electrodos delgados tienen menos impedancia electrónica e iónica en su interior; sin embargo, el adelgazamiento de los electrodos da como resultado una menor masa de material activo en el interior de los electrodos y, por lo tanto, una reducción de la capacidad de la batería. Por lo tanto, el principal desafío técnico de la tecnología de baterías ternarias es la capacidad de descarga de alta corriente. batería de litio consiste en aumentar la capacidad de descarga de alta corriente sin reducir la capacidad.

Para el poder ternario batería de litio, la que tiene más investigación y la tecnología más madura es la Corporación Panasonic de Japón. La descarga de 30C ya se puede lograr en la etapa experimental, y la tasa de descarga de la energía Batería de litio ternaria 18650 Se ha comercializado y producido en masa con éxito. Hasta 12C, la capacidad también es de hasta 3300 mAh. También hay fabricantes nacionales que logran una mayor tasa de descarga, pero es necesario mejorar la estabilidad de la batería, especialmente después de un período de uso, su ciclo de vida y la capacidad de descarga de la tasa se reducirán en gran medida. Se ha informado que el rendimiento de la tasa de Baterías de litio Se puede mejorar mediante métodos como el recubrimiento y la modificación de partículas.

Batería ternaria de litio de baja temperatura

La característica de temperatura de la batería es un indicador de la confiabilidad de la batería, y el rendimiento de la batería también se puede evaluar cambiando la temperatura ambiente. Las características de baja temperatura de la batería Baterías de litio Se investigan principalmente a partir de las características de descarga a baja temperatura y el ciclo de vida. Lo más importante para las baterías de baja temperatura es mantener la fluidez de los materiales en condiciones de baja temperatura, de modo que los iones de litio puedan desplazarse libremente entre los electrodos positivo y negativo para realizar la carga y descarga de la batería. Por ejemplo, el uso de un electrolito con un punto de fusión bajo y la reducción del tamaño de partícula del material activo mejorarán el rendimiento a baja temperatura de la batería. Esto se debe a que el aumento del canal de iones de litio compensa hasta cierto punto el movimiento lento de los iones de litio a bajas temperaturas.

Actualmente, batería ternaria de litio Los fabricantes nacionales e internacionales pueden lograr básicamente una temperatura de descarga de -20 grados, una capacidad de descarga superior a 50% y una vida útil de aproximadamente 400 veces, lo que puede satisfacer completamente las necesidades de los electrodomésticos comunes y los escenarios de consumo de energía. Sin embargo, en productos especiales como equipos aeroespaciales y militares, o en entornos de frío extremo como el norte y las altas montañas, Baterías de litio Debe ser capaz de alcanzar temperaturas de operación de descarga más bajas para cumplir con las duras condiciones de operación. El Instituto de Investigación de Celdas Especiales de Dongguan Juda Electronics Co., Ltd. ha reunido a una gran cantidad de expertos en electroquímica y profesores de ingeniería de alto nivel en la industria. Con un sólido equipo de I+D, ha desarrollado con éxito una descarga de baja temperatura de -40 grados, y la capacidad de descarga es tan alta como 67%. Temperatura ultrabaja Baterías de litio Están destinados principalmente a aplicaciones militares y especiales y han logrado con éxito una producción comercial en masa.