Was ist mit der Materialanalyse von Lithiumkobalt-, Lithiummangan- und Lithiumeisenphosphatbatterien?

1, LiCoO 2

In der gegenwärtigen kommerziellen Lithiumionenbatterie wird die Schichtstruktur von LiCoO 2 im Wesentlichen als Anodenmaterial verwendet. Seine theoretische Kapazität beträgt 274 mAh / g, während die tatsächliche Kapazität etwa 140 mAh / g beträgt. Es wurde auch berichtet, dass die tatsächliche Kapazität 155 mAh / g erreicht hat. Die Hauptvorteile dieses Anodenmaterials sind: hohe Arbeitsspannung (durchschnittliche Arbeitsspannung beträgt 3,7 V), stabile Lade- und Entladespannung, geeignet zum Laden und Entladen mit großem Strom, hohe spezifische Energie, gute Zyklusleistung, hohe Leitfähigkeit, einfacher Herstellungsprozess, einfache Vorbereitung usw. Die Hauptnachteile sind: hoher Preis, schlechte Beständigkeit gegen Überladung, Zyklusleistung, die weiter verbessert werden soll.

2, LiMn 2 O 4

LiMn2O4 hat eine Spinellstruktur für Lithiumionenbatterie-Kathodenmaterial. Seine theoretische Kapazität beträgt 148 mAh / g und seine tatsächliche Kapazität beträgt 90 bis 120 mAh / g. Der Arbeitsspannungsbereich beträgt 3 ~ 4V. Die Hauptvorteile des Anodenmaterials sind: reichlich vorhandene Manganressourcen, niedriger Preis, hohe Sicherheit und einfache Herstellung. Der Nachteil ist, dass die theoretische Kapazität nicht hoch ist; Das Material löst sich langsam im Elektrolyten auf, dh die Verträglichkeit mit dem Elektrolyten ist nicht gut. Beim Tiefladen und Entladen neigt das Material zur Gitterdegeneration, was zu einer schnellen Abschwächung der Batteriekapazität führt, insbesondere bei höheren Temperaturen. Um die obigen Nachteile zu überwinden, wurde in den letzten Jahren ein neues dreiwertiges Mangan-Schichtoxid LiMnO2 entwickelt. Die theoretische Kapazität des Anodenmaterials beträgt 286 mAh / g und die tatsächliche Kapazität beträgt etwa 200 mAh / g. Der Betriebsspannungsbereich beträgt 3 ~ 4,5 V. Obwohl LiMnO2 im Vergleich zu Spinell-LiMn2O4 sowohl in der theoretischen als auch in der praktischen Kapazität stark verbessert wurde, besteht immer noch das Problem der strukturellen Instabilität beim Laden und Entladen. Beim Laden und Entladen ändert sich die Kristallstruktur wiederholt zwischen der Schichtstruktur und der Spinellstruktur, was zu einer wiederholten Expansion und Kontraktion des Elektrodenvolumens führt, was zu einer Verschlechterung der Batterie führt, um die Leistung zu verbessern. Darüber hinaus hat LiMnO2 auch das Problem der Auflösung bei höherer Betriebstemperatur. Die Lösung für diese Probleme ist die Dotierung und Oberflächenmodifizierung von LiMnO2. Willkommene Fortschritte wurden erzielt.

3, LiFePO4

In den letzten Jahren Forschung an den heißen Lithium-Ionen-Batterie-Anodenmaterialien. Seine theoretische Kapazität beträgt 170 mAh / g und seine tatsächliche Kapazität beträgt bis zu 110 mAh / g ohne Dotierungsmodifikation. Das LiFePO4 ist stabiler, sicherer, umweltfreundlicher und erschwinglicher. Die Hauptnachteile von LiFePO4 sind eine geringe theoretische Kapazität und eine niedrige Leitfähigkeit bei Raumtemperatur. Aus diesen Gründen hat LiFePO4 vielversprechende Anwendungen in großen lithium-ionen-batterien. LiFePO4 weist jedoch auch eine Reihe von Leistungsmängeln auf, um auf dem gesamten Lithium-Ionen-Batteriemarkt wettbewerbsfähig zu sein.

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