Entspricht die ternäre Lithiumbatterie 523 und 811 theoretisch der Energie?

Ist die ternäre 523811-Theorie dieselbe wie Energie?

Welche Beziehung besteht zwischen der theoretischen Kapazität verschiedener Anteile ternärer Kathodenmaterialien und dem Nickelgehalt?

Die Berechnung der Kapazität des theoretischen ternären Materials ist für die Berechnung des Massenanteils jedes ternären Materials wie folgt.

Theoretische Grammkapazitätsberechnung von ternärem 523 (LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)

Der relative Massenanteil von ternärem 523 beträgt 96,5545 g / mol

Die Menge von 1 g ternären 523 Substanzen:

1 g ≤ 96,5545 g / mol = 0,01035685 mol

Die Höhe der Ladung von 1 g ternären 523:

0,01035685 mol × 96485,3383C / mol = 999,284176C

Umrechnungseinheit: 999,284176C ÷ 3,6C = 277,58 mAh

Dann beträgt die theoretische Grammkapazität etwa 280 mAh / g

Theoretische Grammkapazitätsberechnung von ternärem 811 (LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)

Der relative Massenanteil von NiCoMn ist ähnlich, so dass theoretisch die theoretischen Grammkapazitäten von 523 und 811 ähnlich sind.

Theoretische und tatsächliche Grammkapazität

Die Frage ist also, warum 811 eine höhere Grammkapazität als 523 hat, wenn die ternäre Materialtheorie dieselbe Grammkapazität hat.

Die ursprüngliche Kapazität bezieht sich auf den Gesamtgehalt an Nickel und Kobalt. Da der Kobaltgehalt im Allgemeinen weniger als 0,2 oder 0,3 beträgt, ist der Nickelgehalt am unmittelbarsten verwandt, da Nickel im ternären Material enthalten ist. Der Valenzzustand weist zwei Valenzzustände von +2 und +3 auf. Wenn Lithiumionen freigesetzt werden, erfährt das Übergangsmetall Nickel eine Preisänderung, um ein Ladungsgleichgewicht zu erreichen. Gerade aufgrund dieses mehrwertigen Zustands von Ni kann es sich von +2 auf +3 und dann von +3 auf +4 ändern. Je höher der Nickelgehalt, desto mehr Lithiumionen können extrahiert werden.

In Bezug auf die Verteilung des Energieniveaus sind bei hohem Nickelgehalt das Energieniveau der 3D-Elektronen in der äußeren Schicht des Übergangsmetalls und die 2P-Orbitalüberlappung des Sauerstoffelements groß, so dass mehr Lithiumionen extrahiert werden können und die Kapazität ist höher!

Die Kapazität des ternären Materials nimmt mit zunehmender Abschaltspannung zu. Wenn Ihr Spannungsbereich beispielsweise im Bereich von 3,0 bis 4,2 V liegt, beträgt die Menge der Lithiumionenelution im ternären Material etwa 0,45 bis 0,55 mol. Wenn Sie die Entladespannung auf 4,5 V erhöhen, kann die Menge der eluierten Lithiumionen 0,60 Mol erreichen, und die Kapazität des Materials hängt stark von der Menge der Lithiumionenauswaschung ab. Je mehr Lithiumionen von der positiven Elektrode entfernt werden, desto größer ist daher die Grammkapazität des positiven Elektrodenmaterials und desto mehr Kapazität wird pro Masseeinheit Material freigesetzt und die Kapazität der Batterie wird erhöht.

Sun und andere Teammitglieder verwendeten eine Halbzelle (Li als negative Elektrode) bei verschiedenen Bedingungen von Ni, Co und Mn bei 3 ~ 4,3 V, 25 ° C, 20 mA / g (0,1 ° C). Spezifische Kapazität von Li [ NixCoyMnz] O 2 (x = 1/3, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8 und 0,85). Die Ergebnisse zeigen, dass mit zunehmendem Ni-Gehalt die spezifische Kapazität zunimmt und die Testergebnisse wie folgt sind.

Angesichts der steigenden Nachfrage nach hochspezifischen energiebatterien auf dem heimischen Markt ist es für große Batteriehersteller und Materialhersteller erforderlich, die Industrialisierung von Materialien mit hohem Nickelgehalt zu beschleunigen. Für die Praktiker ist das richtige Verständnis und tiefe Verständnis des Mechanismus und der Anwendung von ternärem Hochnickel der erste Schritt zur Herstellung wettbewerbsfähiger Produkte.

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