811三元锂电池和523三元锂电池有什么区别?
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发布时间:2022-05-02 09:37
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时间:2022-06-18 23:01
原则上只有正极材料的差异,并在此基础上延伸出电解液的差异,以及电性能的差异。
一般认为811的能量密度会更高,但安全性、高温性能和循环寿命会更差。
但实际上,用811为正极的电池,会追求更高的能量密度,可能会掺进去一些硅做负极,隔膜和集流体也会更薄。
但是不同性能的电池也差异很大,二者除了做能量型电芯,也可以做成功率型的,不同功率特性的产品间就没办法做对比了
三元523811理论比能量一样?
不同比例的三元正极材料的理论容量跟镍含量有什么关系
理论三元材料的容量计算,如下为各三元材料的质量分数计算

三元523的理论克容量计算
三元523(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)理论克容量计算
三元523相对质量分数为96.5545g/mol
1g的三元523物质的量:
1g÷96.5545g/mol=0.01035685mol
1g的三元523提供的电荷量:
0.01035685mol×96485.3383C/mol=999.284176C
换算单位:999.284176C÷3.6C=277.58mAh
那么理论克容量约为280mAh/g
三元811(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)理论克容量计算
NiCoMn的相对质量分数差不多,所以理论上523和811的理论克容量也相差无几。
理论与实际克容量
那么问题来了,为什么三元材料理论克容量一样的情况下,811比523具有更高的克容量呢?

原来容量和镍、钴的总含量相关,更确切的说,由于钴的含量一般是变化比较少的通常是0.2或0.3,那么最直接相关的就是镍的含量,由于镍在三元材料里面的价态呈现+2和+3两种价态,当有锂离子脱出的时候过渡金属镍发生变价来达到荷电平衡。正是由于Ni的这种多价态表现,它可以从+2变到+3,再由+3变到+4价,所以,镍含量越高,能够脱出的锂离子也就越多。
如果从能级分布来说的话,就是镍含量高的时候,过渡金属外层3D电子的能级和氧元素的2P轨道重叠度较大,所以能够脱出更多的锂离子,从而容量更高
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