För att förbättra batteriernas energitäthet och fordons räckvidd var huvudkonceptet vid den tiden att förbättra säkerheten för ternära material med hög nickelhalt för att uppfylla kraven för fordonsdrift.
Den senaste nyhetsrapporten om kunskapsvägen för kraftlitiumjonbatterier tyder på att ternära litiumjonbatterier med hög nickelhalt kommer att bli huvudkraften för kraftbatterier under de kommande åren, med energitätheten som når nivån 300Wh/kg. Den här artikeln syftar till att observera och bry sig om det nuvarande livet för det ternära systemet med hög nickelhalt.
1. Arbetsprincip för litiumbatterier
På den tiden var de vanliga litiumbatterierna huvudsakligen ternärt litium, litiumjärnfosfat, litiummanganoxid, litiumkoboltoxid och så vidare, alla namngivna enligt typen av positiv elektrodinformation. De kommersiella negativa elektrodmaterialen som används i samband med den är i allmänhet negativa grafitelektroder. Den grundläggande arbetsprincipen visas i följande figur.
Under laddningsprocessen, på grund av effekten av extern polspänning på batteriet, rör sig elektroner nära den positiva strömkollektorn mot den negativa elektroden under det elektriska fältets drivkraft. Efter att ha nått den negativa elektroden kombineras de med litiumjoner i den negativa elektroden och bildar en del av den neutrala elektroden som lagras i grafitgapet; Utseendet på den negativa elektroden som förbrukar en del litiumjoner leder till en minskning av litiumjonkoncentrationen, vilket resulterar i en jonkoncentrationsskillnad mellan de positiva och negativa elektroderna.
Driven av koncentrationsskillnad, rör sig litiumjonen i den positiva elektroden från insidan av data till utsidan av den positiva elektroden, längs elektrolyten, passerar genom barriären och anländer till utsidan av den negativa elektroden; Vidare, under inverkan av elektrisk potentialdrivning, sprids den mot djupet av de negativa elektroddata och möter elektroner som kommer från den externa kretsen, vilket delvis indikerar att nollpunkten är fångad inuti den negativa elektroddatan.
Utskrivningsprocessen, å andra sidan, är precis tvärtom. Efter att kretsen för lasten är stängd, börjar urladdningsprocessen med elektroner som strömmar ut ur den negativa kollektorn och passerar genom den externa kretsen för att nå den positiva elektroden; Slutligen bäddas litiumjonen in i det positiva elektrodmaterialet och kombineras med elektronerna som kommer från den externa kretsen.
Den negativa elektrodgrafiten har en skiktad struktur, och hur litiumjoner bäddas in och tas bort skiljer sig inte nämnvärt mellan olika typer av litiumjoner. Det finns betydande skillnader i gitterstrukturen för olika positiva elektrodmaterial, med litiumjoner spridda in och ut under laddnings- och urladdningsprocessen, vilket resulterar i något olika processer.
2. Typer och egenskaper hos primära positiva elektrodmaterial
På den tiden fanns det fyra typer av katodmaterial med riklig kommersialisering: litiumkoboltoxid, litiumjärnfosfat, litiummanganoxid och ternär litium. Under denna period, även om litiumkoboltoxid har uppenbara fördelar i energitäthet och andra aspekter, har säkerhetsfrågor blivit en flaskhals, och tillämpningsskalan blir mindre och mindre. Litiummanganoxid har dålig cykelfunktion och dålig högtemperaturfunktion. Även om den har starkt överladdningsmotstånd och låg kostnad, används den främst i låga eller låghastighetsfordon och dess marknadsandel krymper också.
Endast litiumjärnfosfat och litiumternärt var den verkliga huvudströmmen på den tiden. En av dem hade fördelar i energitäthet och lågtemperaturfunktion, medan den andra hade fördelar i cykellivslängd och säkerhet. Det var svårt för nationella policyer och slutanvändare att välja mellan de två. Hittills använder bussar främst litiumjärnfosfat, medan personbilar och andra modeller som kräver hög uthållighet och kundupplevelse väljer ternära litiumbatterier.
3. Struktur och egenskaper hos ternära litiumpositiva elektroddata
Ternära data har varit ett hett ämne under de senaste åren, under vilka Ni-sammansättningen kan förbättra dataaktivitet och energitäthet; Co-komponenten är också en aktiv substans, som kan stabilisera den skiktade strukturen av data och minska katjonblandning, vilket underlättar djupurladdning av data, och därigenom förbättra datautsläppskapaciteten; Mn-komponenten spelar en stödjande roll i dataanalys och ger stabilitet under laddnings- och urladdningsprocesser. Ternärt litium förkroppsligar i grunden fördelarna med flera material.