Classification des batteries au lithium ternaire

Présentation de la batterie au lithium ternaire

Il existe de nombreux types de matériaux de cathode pour batteries lithium-ionSelon les différents matériaux de cathode, ils peuvent être divisés en oxyde de cobalt et de lithium, manganate de lithium, matériaux ternaires, phosphate de fer et de lithium et titanate de lithium. Batterie lithium ternaire désigne une batterie au lithium qui utilise trois oxydes de métaux de transition, le nickel, le cobalt et le manganèse, comme matériaux d'électrode positive. Comme il combine les avantages de l'oxyde de cobalt de lithium, de l'oxyde de nickel de lithium et du manganate de lithium, ses performances sont meilleures que celles de tout matériau de cathode à composant unique ci-dessus. L'analyse expérimentale montre que les trois éléments de valences différentes forment une structure en super-réseau, et qu'il existe un effet synergique évident entre les trois composants, ce qui rend le matériau plus stable, et la plate-forme de décharge est aussi élevée que 3,6 V, il est donc considéré comme le plus prometteur. L'un des matériaux d'électrode positive. Piles ternaires présentent d'excellentes propriétés électrochimiques telles qu'une densité énergétique élevée, une bonne sécurité et stabilité, un support pour une décharge à haut débit, etc., ainsi qu'un avantage de coût modéré. Il a été largement utilisé et a montré un fort potentiel de développement dans le domaine de l'énergie piles au lithium tels que les robots intelligents, les véhicules logistiques AGV, les drones et les véhicules à énergie nouvelle.

Actuellement, la recherche sur les matériaux ternaires se concentre principalement sur la préparation de précurseurs, la synthèse de matériaux et la relation entre les performances électrochimiques et la structure. La plupart des éléments de métaux de transition Ni, Co et Mn dans ce matériau existent dans les états de valence de +2, +3 et +4, respectivement. Pendant le processus de charge et de décharge, seuls Ni2+/Ni4+ et Co3+/Co4+ réagissent, et Mn ne réagit pratiquement pas. La participation aux réactions électrochimiques ne joue qu'un rôle dans la stabilisation de la structure du matériau. En ce qui concerne la méthode de préparation, les méthodes de synthèse couramment utilisées dans l'industrie comprennent : la méthode en phase solide à haute température, la méthode de coprécipitation, la méthode sol-gel, la méthode de synthèse hydrothermale, la méthode de combustion, etc. Le matériau ternaire est un batterie au lithium Matériau de cathode avec d'excellentes performances globales. En modifiant le rapport molaire des trois matériaux dans une certaine plage et en ajoutant des additifs correspondants (liant, agent conducteur, collecteur de courant, etc.), il peut être obtenu dans une certaine plage. D'une part, il présente des caractéristiques de performance exceptionnelles, telles que la puissance batterie au lithium ternaire, batterie lithium ternaire de grande capacité, température ultra basse batterie au lithium ternaire et ainsi de suite.

Batterie lithium polymère ternaire

Batterie lithium polymère ternaire désigne une batterie au lithium avec un matériau d'électrode positive ternaire utilisant du manganate de nickel cobalt lithium (Li(NiCoMn)O2) et un électrolyte polymère gélifié. En tant que moyen de transport pour le mouvement des ions, l'électrolyte est généralement composé de solvant et lithium sel. L'électrolyte du lithium secondaire batterie comprend principalement l'électrolyte liquide, l'électrolyte liquide ionique, l'électrolyte polymère solide et l'électrolyte polymère en gel. polymère Les électrolytes sont constitués de polymères, de solvants organiques et de sels de lithium et sont préparés en mélangeant des électrolytes organiques et des matrices polymères solides. Comme il existe sous forme de gel, il présente à la fois les avantages d'un électrolyte solide et d'un électrolyte liquide. Comme l'électrolyte est confiné dans la chaîne polymère, il présente également une conductivité ionique élevée (jusqu'à 10%) dans une large plage de températures. -3S/cm). Son plus grand avantage est la résistance mécanique élevée de la membrane et le film offre une grande surface. Plus le film est fin, plus la densité énergétique est élevée car davantage d'espèces actives peuvent être intégrées dans la batterie. De plus, sa stabilité électrochimique est également très bonne et elle résiste aux températures élevées. La plupart des batteries haute température du marché utilisent polymère électrolytes.

Batterie lithium à alimentation ternaire

Le soi-disant pouvoir batterie signifie que la batterie prend en charge une décharge à haut débit et à courant élevé, a une densité de puissance élevée et libère plus d'énergie par unité de temps. La capacité de décharge à taux fait référence à la capacité à maintenir batterie capacité lorsque le taux de charge et de décharge augmente. Le taux de charge et de décharge est représenté par xC, 1C signifie que la capacité nominale de la batterie peut être utilisée en 1h, tandis que le taux de décharge à 2C peut être utilisé pendant 30min.

Les performances en termes de puissance/débit d'une batterie sont étroitement liées à la batterie La conception de la batterie est influencée par de nombreux facteurs, tels que l'électrolyte, le séparateur, le type de matériau actif, la taille des particules actives, etc. Parmi ces facteurs, l'épaisseur de l'électrode est le principal facteur affectant la capacité de décharge à courant élevé. La capacité de décharge peut être grandement améliorée en rendant les électrodes plus fines, car les électrodes minces ont moins d'impédance électronique et ionique à l'intérieur, cependant l'amincissement des électrodes entraîne une masse de matériau actif moindre à l'intérieur des électrodes et donc une réduction de la capacité de la batterie. Par conséquent, le principal défi technique de la batterie ternaire batterie au lithium consiste à augmenter la capacité de décharge à courant élevé sans réduire la capacité.

Pour la puissance ternaire batterie au lithium, celui qui a le plus de recherche et la technologie la plus mature est la société japonaise Panasonic Corporation. La décharge à 30 °C peut déjà être atteinte au stade expérimental, et le taux de décharge de la puissance Batterie lithium ternaire 18650 a été commercialisé avec succès et produit en série. Jusqu'à 12C, la capacité est également jusqu'à 3300mAh. Il existe également des fabricants nationaux pour atteindre un taux de décharge plus élevé, mais la stabilité de la batterie doit être améliorée, en particulier après une période d'utilisation, sa durée de vie et sa capacité de décharge seront considérablement réduites. Il a été signalé que les performances de taux de piles au lithium peut être amélioré par des méthodes telles que le revêtement et la modification des particules.

Batterie lithium ternaire basse température

La caractéristique de température de la batterie est un indicateur de la fiabilité de la batterie, et les performances de la batterie peuvent également être évaluées en modifiant la température ambiante. Les caractéristiques à basse température de piles au lithium Les caractéristiques de décharge à basse température et la durée de vie du cycle sont principalement étudiées. Le plus important pour les batteries à basse température est de maintenir la fluidité des matériaux dans des conditions de basse température, afin que les ions lithium puissent se déplacer librement entre les électrodes positives et négatives pour réaliser la charge et la décharge de la batterie. Par exemple, l'utilisation d'un électrolyte à bas point de fusion et la réduction de la taille des particules du matériau actif amélioreront les performances à basse température de la batterie. En effet, l'augmentation du canal des ions lithium compense dans une certaine mesure le mouvement lent des ions lithium à basse température.

À l’heure actuelle, batterie au lithium ternaire Les fabricants nationaux et étrangers peuvent atteindre une température de décharge de -20 degrés, une capacité de décharge supérieure à 50% et une durée de vie du cycle d'environ 400 fois, ce qui peut répondre pleinement aux besoins des appareils électriques ordinaires et des scénarios de consommation d'énergie. Cependant, dans des produits spéciaux tels que les équipements aérospatiaux et militaires, ou dans des environnements très froids tels que les montagnes du nord et de haute montagne, piles au lithium doit être capable d'atteindre des températures de fonctionnement de décharge inférieures pour répondre à des conditions de fonctionnement difficiles. L'Institut de recherche sur les cellules spéciales de Dongguan Juda Electronics Co., Ltd. a rassemblé un grand nombre d'experts en électrochimie et de professeurs d'ingénierie de haut niveau dans l'industrie. Avec une solide équipe de R&D, elle a développé avec succès une décharge à basse température de -40 degrés, et la capacité de décharge est aussi élevée que 67%. Température ultra-basse piles au lithium sont principalement destinés aux applications militaires et spéciales et ont réussi à atteindre une production commerciale de masse.