导语:三元锂电池的理论寿命约为800次循环,在商业化可充电锂电池中处于中等水平。磷酸铁锂约可达2000次,而钛酸锂据说可以达到1万次循环。在使用过程中,所谓的锂电池寿命指的是容量衰减至标称容量(室温25℃,标准大气压,且以0.2C放电)的70%时,即认为其寿命终止。行业通常通过满充满放的循环次数来计算三元锂电池的循环寿命。
三元锂电池在商业化产品中的理论寿命约为800次,这对于一般可充电设备来说是一个相对较高的值。然而,一旦将这些单个芯片组装成完整的包装,其内部不一致性会导致实际使用寿命降低至大约400次。此外,如果在高倍率和高温条件下频繁使用,这种情况下的平均续航能力可能仅剩不足200次。
提高能量密度是设计新型正极材料的一个关键点,其中正极材料决定了整个Li-ion batteries性能。其中最常见的一类是三元材料,它们由镍、钴和铝元素组合而成,如NCA或NCM。这两种材料根据镍、钴、铝元素比例不同分为多个亚型,如NCM523、NCM622 和 NCM811 等,每一种都有不同的化学组成比如 Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2 对应于 NCM523。而NCA则替换了部分镍元素用铝形成。
这种技术优势在于结合了LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2 或 LiAlO2 的优点,使得 Ni, Co, Mn 或 Al 能够发挥协同效应,其中 Ni 主要用于提升能量密度;Co 促进层状结构稳定性并改善电子导通性;而 Mn 主要用于降低成本并提升结构稳定性和安全性能。通过调整元素配比,可以获得不同的电子特性和性能参数。