山東埃爾派 | 點擊量:0次 | 2021-01-26
工業(yè)鋰電池四大組成材料——正極材料
近年來,我國新能源汽車產(chǎn)銷量的雙豐收帶動了整個上下游產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展,特別是對工業(yè)鋰電池的需求量不斷攀升。由于鋰電池占新能源整車制造成本大約30~40%,要想使新能源汽車更具價格優(yōu)勢,形成足夠的市場競爭力,必須降低動力電池成本。而在動力電池的構(gòu)成成本當中,正極材料的成本超過40%,所以如何降低正極材料的成本成為關(guān)鍵。
近年來,我國新能源汽車產(chǎn)銷量的雙豐收帶動了整個上下游產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展,特別是對工業(yè)鋰電池的需求量不斷攀升。由于鋰電池占新能源整車制造成本大約30~40%,要想使新能源汽車更具價格優(yōu)勢,形成足夠的市場競爭力,必須降低動力電池成本。而在動力電池的構(gòu)成成本當中,正極材料的成本超過40%,所以如何降低正極材料的成本成為關(guān)鍵。
正極材料是決定鋰離子電池性能的關(guān)鍵材料之一,也是目前商業(yè)化鋰離子電池中主要的鋰離子來源,其性能和價袼對鋰離子電池的影響較大。目前研制成功并得到應用的正極材料主要有鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料鎳鈷錳酸鋰(NCM)和鎳鈷鋁酸鋰(NCA)等。
關(guān)于正極材料磷酸鐵鋰和三元材料的對比:
所謂磷酸鐵鋰電池,就是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。這一類電池的特點是不含貴重金屬元素(比如鈷等)。在實際使用中,磷酸鐵鋰電池具有耐高溫,安全穩(wěn)定性強,價格便宜,循環(huán)性能更好的優(yōu)勢。
而三元材料鋰電池是指使用鎳鈷錳酸鋰做為正極材料,石墨作為負極材料的鋰電池。與磷酸鐵鋰不同,三元鋰電池電壓平臺很高,這也就意味著在相同的體積或是重量下,三元鋰電池的比能量、比功率更大。除此之外,在大倍率充電、和耐低溫性能等方面,三元鋰電池也有很大的優(yōu)勢。
磷酸鐵鋰是目前廣受關(guān)注的正極材料之一,理論比容量為170mAh/g,實際比容量可達150mAh/g以上。其主要特點是成本低廉,安全性非常好,循環(huán)壽命高,這些特點使得磷酸鐵鋰材料迅速成為研究熱點,磷酸鐵鋰電池也在電動汽車領(lǐng)域有了廣泛的應用。
三元材料是與鈷酸鋰結(jié)構(gòu)極為相似的鋰鎳鈷錳氧化物(LiNixCoyMn1-x-y02)的俗稱,這種材料在比能量、循環(huán)性、安全性和成本方面可以進行均衡和調(diào)控。鎳鈷錳三種元素的不同配置將為材料帶來不同的性能:鎳含量增加將增加材料的容量,但會使循環(huán)性能變差;鈷的存在可使材料結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,但含量過高會使容量降低;錳的存在可以降低成本并改善安全性能,但含量過高則會破壞材料的層狀結(jié)構(gòu),因此找到三種材料的比例關(guān)系以達到綜合性能最優(yōu)化,是三元材料研發(fā)的重點。常見配比有NCM111、523、622、811等。NCA(LiNio.8C0015Ah0502)則是將其中的錳元素用鋁元素來替代,一定程度上改善材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,但其鋁含量較少,可近似看成是一種二元材料。
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陶瓷內(nèi)襯氣流粉碎機具有以下性能優(yōu)勢:適合于莫氏硬度9以下的各種物料的干法粉碎,尤其適合于高硬度、高純度和高附加值物料的粉碎。顆粒加速技術(shù)的突破,極大的提高了粉碎效率,降低了能耗,過粉碎小,粒形好,粒度分布窄且無大顆粒,產(chǎn)品粒度D97=3-74微米之間任意調(diào)節(jié)。粉碎過程中,由于氣流急劇膨脹而使氣流溫度降低,尤其適合于熱敏性、低熔點及揮發(fā)性物料的粉碎。物料相互碰撞進行粉碎,有別于機械粉碎依靠刀片或錘頭等對物料的沖擊粉碎,再加上的陶瓷內(nèi)襯,因而設備磨損小,產(chǎn)品純度高。可與多級氣流分級機串聯(lián)使用,一次生產(chǎn)多個粒度段的產(chǎn)品。陶瓷內(nèi)襯氣流粉碎機設備結(jié)構(gòu)緊湊,拆裝清洗方便,內(nèi)壁光滑無死角。 整套系統(tǒng)全負壓密閉運行,無粉塵,噪音低,生產(chǎn)過程清潔環(huán)保。
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