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常见锂电池特性及参数对此..

文章来源:深圳市中锂能源技术有限公司 人气:765 发表时间:2018-03-07 18:27:28

我们常常会说到三元锂电池或者铁锂电池,这些都是按照正极活性材料来给锂电池命名的。本文汇总六种常见锂电池类型以及它们的主要性能参数。大家都知道,相同技术路线的电芯,其具体参数并不完全相同,本文所显示的是当前参数的一般水平。锂电池具体包括:钴酸锂(LiCoO2),锰酸锂(LiMn2O4),镍钴锰酸锂(LiNiMnCoO2或NMC),镍钴铝酸锂(LiNiCoAlO2或称NCA),磷酸铁锂(LiFePO4),钛酸锂(Li4Ti5O12)。


钴酸锂(LiCoO 2)


其高比能量使钴酸锂成为手机,笔记本电脑和数码相机的热门选择。电池由氧化钴阴极和石墨碳阳极组成。阴极具有分层结构,在放电期间,锂离子从阳极移动到阴极,充电过程则流动方向相反。 结构形式如图1所示。

钴酸锂的缺点是寿命相对较短,热稳定性低和负载能力有限(比功率)。像其他钴混合锂离子电池一样,钴酸锂采用石墨阳极,其循环寿命主要受到固体电解质界面(SEI)的限制,主要表现在SEI膜的逐渐增厚,和快速充电或者低温充电过程的阳极镀锂问题。较新的材料体系增加了镍,锰和/或铝以提高寿命,负载能力和降低成本。


钴酸锂不应以高于容量的电流进行充电和放电。这意味着具有2,400mAh的18650电池只能以小于等于2,400mA充电和放电。强制快速充电或施加高于2400mA的负载会导致过热和超负荷的应力。为获得最佳快速充电,制造商建议充电倍率为0.8C或约2,000mA。电池保护电路将能量单元的充电和放电速率限制在约1C的安全水平。


六角蜘蛛图(图2)总结了与运行相关的具体能量或容量方面的钴酸锂性能;具体功率或提供大电流的能力; 安全; 在高低温环境下的性能表现; 寿命包括日历寿命和循环寿命; 成本特性。蜘蛛图中没有显示的其他重要特征还包括毒性,快速充电能力,自放电和保质期。


由于钴的高成本以及通过与其他活性阴极材料混合材料带来的明显性能改善,钴酸锂正在逐步被锰酸锂替代,尤其是NMC和NCA。(请参阅下面对NMC和NCA的描述。)

汇总表


钴酸锂氧化物: LiCoO 2阴极(约60%Co),石墨阳极                        
短型:LCO或Li-钴。始于1991年以来

电压

标称值为3.60V; 典型工作范围3.0-4.2V /电池

比能(容量)

150-200Wh /公斤。特种电池提供高达240Wh / kg。

充电(C率)

0。7-1C,充电至4。20V(大部分电池);典型充电时长 3小时;1C以上的充电电流会缩短电池寿命。

放电(C率)

1C;放电截止电压2.50V。1C以上的放电电流会缩短电池寿命。

循环寿命

500-1000,与放电深度,负荷,温度有关

热失控

150°C(302°F)。满充状态容易带来热失控

应用

手机,平板电脑,笔记本电脑,相机

注释

非常高的比能量,有限的比功率。钴很昂贵。被用作能量型电池。市场份额稳定。

表3:钴酸锂的特性







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