三元鋰電池是一種鋰離子電池。鋰離子電池的一種分類方法是按正極材料分類。鋰電池的正極材料有很多種,主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。
通常,鋰電池的正極材料是鈷酸鋰,三元鋰電池是使用三元材料鎳鈷錳酸鋰作為正極材料的鋰電池。
還有使用鎳、鈷和鋁作為正極材料的三元鋰電池。鋰鎳鈷錳酸比鋰鈷酸便宜,目前的三元材料電池已經(jīng)取代了此前廣泛使用的鋰鈷錳電池。
從材料本身的結(jié)構(gòu)來看,三元材料在相同數(shù)量的鋰離子下具有更低的分子量,因此其比容量高于鐵鋰,電池的能量密度也更高。
三元材料的晶體結(jié)構(gòu)是層狀的。在充放電過程中,Li+被嵌入到MO6的層間結(jié)構(gòu)中(Mn=Ni,Mn,Co)。隨著鎳含量的增加,脫嵌Li+增加,三元材料的理論容量和電池能量密度增加。
磷酸鐵鋰晶體呈現(xiàn)三維網(wǎng)狀橄欖石結(jié)構(gòu),形成一維Li+傳輸通道,限制了Li+的擴(kuò)散。同時(shí),八面體FeO6是共頂點(diǎn)連接的,導(dǎo)致電子遷移率比三元層狀結(jié)構(gòu)慢100-1000倍。
三元正極中的鋰離子可以在兩個(gè)不同的方向上移動(dòng),這使得電池比鋰鐵更強(qiáng)大,充電和放電能力更強(qiáng)。
進(jìn)入新能源時(shí)代,以磷酸鐵鋰電池取代鉛酸電池作為啟動(dòng)電池形式,歷經(jīng)十余年研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新,率先使用磷酸鐵鋰電池實(shí)現(xiàn)整車無鉛化。借助其在電池領(lǐng)域的優(yōu)勢資源和技術(shù)儲(chǔ)備,迅速開發(fā)出磷酸鐵鋰汽車啟動(dòng)電池。雖然成本比鉛酸電池高,但解決了鉛酸電池作為汽車啟動(dòng)電池帶來的各種問題。
鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。以前,因?yàn)殇嚱饘俚幕瘜W(xué)性質(zhì)非常活潑,對(duì)加工、保存、使用,環(huán)境要求非常高,所以鋰電池長期沒有得到應(yīng)用。隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展鋰電池現(xiàn)在已經(jīng)成為了主流。