hakkında şirket haberleri 【BAIDUN Pil】Üçlü lityum pil ömrü ve avantajları ve dezavantajları

Özet

Üçlü lityum pil nedir?Doğada, lityum en küçük atom kütlesine sahip en hafif metaldir.Atom ağırlığı 6.94g/mol ve ρ=0.53g/cm3'tür.Lityum kimyasal olarak aktiftir ve kolayca elektron kaybeder ve Li+'ya oksitlenir, bu nedenle standart elektrot potansiyeli en negatif olanıdır, -3.04

Üçlü lityum pil nedir?

Doğada, lityum en küçük atom kütlesine sahip en hafif metaldir.Atom ağırlığı 6.94g/mol ve ρ=0.53g/cm3'tür.Lityum kimyasal olarak aktiftir ve kolayca elektron kaybeder ve Li+'ya oksitlenir.Bu nedenle, standart elektrot potansiyeli en negatif olan -3.045V'dir ve elektrokimyasal eşdeğeri en küçük olan 0.26g/Ah'dir.Lityumun bu özellikleri, onun çok yüksek özgül enerjiye sahip bir Malzeme olduğunu belirler.Üçlü lityum pil, pozitif elektrot malzemesi olarak nikel, kobalt ve manganezden oluşan üç geçiş metal oksidi kullanan bir lityum ikincil pili ifade eder.Lityum kobalt oksidin iyi çevrim performansını, lityum nikelatın yüksek spesifik kapasitesini ve yüksek güvenlik ve düşük lityum manganat maliyetini tam olarak bütünleştirir.Nikel sentezlemek için moleküler düzeyde karıştırma, doping, kaplama ve yüzey modifikasyon yöntemlerini kullanır.Kobalt, manganez ve diğer çok elementli sinerjik kompozit lityum ara oksitleri.Yaygın olarak araştırılan ve uygulanan bir lityum iyon şarj edilebilir pildir.

Üçlü lityum pil ömrü

Sözde lityum pil ömrü, pil kapasitesinin belirli bir süre sonra nominal kapasitesinin (oda sıcaklığında 25°C, standart atmosfer basıncında ve 0,2C'de boşalmış pil kapasitesi) %70'e düşmesini ifade eder, hayatın sonu olarak kabul edilebilir.Endüstride çevrim ömrü genellikle tam dolu ve boşalmış lityum pillerin çevrim sayısı ile hesaplanır.Kullanım sürecinde, lityum pilin içinde elektrolitin ayrışması, aktif malzemelerin devre dışı kalması, pozitif ve negatif elektrot yapısının çökmesi ve azalma gibi kapasitede bir azalmaya yol açan geri dönüşü olmayan bir elektrokimyasal reaksiyon meydana gelir. eklenen ve çıkarılan lityum iyonlarının sayısında vb.Deneyler, daha yüksek bir deşarj hızının kapasitenin daha hızlı zayıflamasına yol açacağını göstermiştir.Deşarj akımı daha düşük ise akü voltajı denge voltajına yakın olur ve daha fazla enerji açığa çıkabilir.

Üçlü bir lityum pilin teorik ömrü, ticari şarj edilebilir lityum piller arasında orta olan yaklaşık 800 devirdir.Lityum demir fosfat yaklaşık 2.000 döngü iken, lityum titanatın 10.000 döngüye ulaşabileceği söyleniyor.Şu anda, ana akım pil üreticileri, üçlü pillerinin teknik özelliklerinde 500 kattan fazla (standart koşullar altında şarj ve deşarj) vaat ediyor.Ancak, piller bir pil takımına monte edildikten sonra, tutarlılık sorunları nedeniyle, ana voltaj ve dahili direnç tam olarak aynı olamaz ve çevrim ömrü yaklaşık 400 katıdır.Üretici, SOC kullanım penceresinin %10~90 arasında olmasını önerir.Derin şarj ve deşarj tavsiye edilmez, aksi takdirde pilin pozitif ve negatif yapısında geri dönüşü olmayan hasarlara neden olur.Sığ şarj ve sığ deşarj ile hesaplanırsa, çevrim ömrü en az 1000 kat olacaktır.Ayrıca, lityum piller yüksek oranlı ve yüksek sıcaklıktaki ortamlarda sık sık boşalırsa, pil ömrü 200 katın altına önemli ölçüde düşecektir.

Üçlü lityum pilin avantajları ve dezavantajları

Üçlü lityum pil, kapasite ve güvenlik açısından nispeten dengelidir ve mükemmel genel performansa sahip bir pildir.Üç metal elemanın ana işlevleri, avantajları ve dezavantajları şunlardır:

Co3+: Katyon karıştırma alanını azaltın, malzemenin katmanlı yapısını stabilize edin, empedans değerini azaltın, elektriksel iletkenliği artırın ve döngü ve hız performansını iyileştirin.

Ni2+: malzemenin kapasitesini artırabilir (malzemenin hacim enerji yoğunluğunu artırabilir) ve benzer Li ve Ni yarıçapı nedeniyle, çok fazla Ni, Li'nin çıkık fenomeni nedeniyle lityum ve nikelin karıştırılmasına da neden olur. , ve lityum katmanındaki nikel iyonlarının konsantrasyonu Değer ne kadar büyük olursa, lityumun katmanlı yapı içinde deinterkalasyonu o kadar zor olur ve bu da zayıf elektrokimyasal performansa neden olur.

Mn4+: Sadece malzemelerin maliyetini düşürmekle kalmaz, aynı zamanda malzemelerin güvenliğini ve stabilitesini de iyileştirebilir.Bununla birlikte, aşırı yüksek bir Mn içeriği kolayca bir spinel fazı oluşturacak ve katmanlı yapıyı yok ederek kapasiteyi azaltacak ve döngüyü azaltacaktır.

Yüksek enerji yoğunluğu, üçlü lityum pillerin en büyük avantajıdır ve voltaj platformu, pilin temel verimliliğini ve maliyetini belirleyen pil enerji yoğunluğunun önemli bir göstergesidir.Voltaj platformu ne kadar yüksek olursa, spesifik kapasite o kadar büyük olur, bu nedenle aynı hacim, ağırlık ve hatta aynı Amper pili, daha yüksek voltaj platformuna sahip üçlü malzeme lityum pil daha uzun pil ömrüne sahiptir.Tek üçlü lityum pilin deşarj voltajı platformu 3,7V kadar yüksek, lityum demir fosfat 3,2V ve lityum titanat sadece 2,3V.Bu nedenle, enerji yoğunluğu açısından, üçlü lityum pil, lityum demir fosfattan daha iyidir, lityum manganat veya Lityum titanat mutlak avantajlara sahiptir.

Kötü güvenlik ve kısa çevrim ömrü, üçlü lityum pillerin ana eksiklikleridir, özellikle büyük ölçekli eşleştirme ve büyük ölçekli entegre uygulamalarını kısıtlayan önemli bir faktör olan güvenlik performansı.Çok sayıda gerçek test, daha büyük kapasiteli üçlü pillerin akupunktur ve aşırı şarj gibi güvenlik testlerini geçmesinin zor olduğunu göstermektedir.Bu aynı zamanda daha fazla manganez elementinin genellikle büyük kapasiteli pillere dahil edilmesinin veya hatta lityum manganat ile karıştırılmasının nedenidir.500 kez çevrim ömrü, lityum pilin ortasındadır, bu nedenle üçlü lityum pilin ana uygulama alanı, 3C dijital gibi tüketici elektroniği ürünleridir.