從材料本身的結(jié)構(gòu)來看,三元材料在相同數(shù)量的鋰離子下具有更低的分子量,因此其比容量高于鐵鋰,電池的能量密度也更高。
三元材料的晶體結(jié)構(gòu)是層狀的。在充放電過程中,Li+被嵌入到MO6的層間結(jié)構(gòu)中(Mn=Ni,Mn,Co)。隨著鎳含量的增加,脫嵌Li+增加,三元材料的理論容量和電池能量密度增加。
磷酸鐵鋰晶體呈現(xiàn)三維網(wǎng)狀橄欖石結(jié)構(gòu),形成一維Li+傳輸通道,限制了Li+的擴(kuò)散。同時(shí),八面體FeO6是共頂點(diǎn)連接的,導(dǎo)致電子遷移率比三元層狀結(jié)構(gòu)慢100-1000倍。
三元正極中的鋰離子可以在兩個(gè)不同的方向上移動(dòng),這使得電池比鋰鐵更強(qiáng)大,充電和放電能力更強(qiáng)。
三元鋰離子電池優(yōu)點(diǎn):
高能量密度:三元鋰離子電池具有較高的能量密度,可以提供相對較高的能量儲(chǔ)存,從而延長電池的工作時(shí)間。
高充放電效率:三元電池具有較高的充放電效率,能夠提供較高的輸出功率,并且在循環(huán)使用過程中損耗較小。
長循環(huán)壽命:相對于其他鋰離子電池,三元電池通常具有更長的循環(huán)壽命,可以進(jìn)行更多的充放電循環(huán)。
三元鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)域:
電動(dòng)汽車:三元鋰離子電池在電動(dòng)汽車中廣泛應(yīng)用,因其高能量密度和較長的循環(huán)壽命,可以提供可靠而持久的驅(qū)動(dòng)能力。
移動(dòng)設(shè)備:三元電池也廣泛用于手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦等移動(dòng)設(shè)備中,因其高能量密度和較小的體積,使得設(shè)備可以具備持久穩(wěn)定的電池壽命。
儲(chǔ)能系統(tǒng):由于三元電池具有高能量密度和較長的循環(huán)壽命,它們可以用于儲(chǔ)能系統(tǒng),如家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)、太陽能和風(fēng)能儲(chǔ)能系統(tǒng)等。
磷酸鐵鋰電池的使用壽命與其使用溫度息息相關(guān),使用溫度過低或者過高在其充放電過程及使用過程均產(chǎn)生極大不良隱患。尤其在中國北方電動(dòng)汽車上使用,在秋冬季磷酸鐵鋰電池?zé)o法正常供電或供電電源過低,需調(diào)節(jié)其工作環(huán)境溫度保持其性能。國內(nèi)解決磷酸鐵鋰電池恒溫工作環(huán)境需考慮空間限制問題,較普遍的解決方案是使用氣凝膠氈作為保溫層。