鈷的外貌和純鐵或鎳相似,硬度鐵,電解沉積出來的鈷其硬度又高溫生產的金屬鈷。鈷中含有少量碳時(高達0.3%)會增大鈷金屬的抗張強度和耐壓強度,而不會影響其硬度。鈷可以機械加工,但略有脆性。鈷的物理性質不僅在程度上依賴于鈷的純度,而且也依賴于存在的異形變體(或異形變體混合物),關于鈷(即使其純度99.9%)已報道的物理性質常會有不一致的數(shù)據(jù),這大概只能用鈷的兩種異構變體之間轉化速度很慢來加以解釋。
鋰離子電池是用鋰作負極活性物質的化學電池。鋰的標準電極電位負,在金屬中比重輕,反應活潑性高,因而鋰電池的電動勢和比能量很高,是一種重要的高能電池。 鋰電池的正極活性物質有氧化物、硫化物、鹵化物、鹵素、含氧酸鹽等無機電極材料,如二氧化錳、二氧化硫、硫化銅、鉻酸銀、聚氟化碳、亞硫酰氯、碘等;也可以電子導電聚合物作正極材料,如聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚咔唑等,又稱為聚合物電池。鋰電池的電解質為非水溶液、固體和熔融鹽。非水溶液電解質由有機溶劑或非水無機 溶劑加入無機鹽組成,采用的有機溶劑主要有碳酸丙烯酯、二甲基丙酰胺、乙腈、γ-丁內酯等;非水無機溶劑有亞硫酰氯、液體二氧化硫等。無機鹽有高氯酸鋰、氯化鋁鋰、氟硼酸鋰、溴化鋰等。因鋰和水接觸立即發(fā)生激烈反應, 所以不僅電解質不能采用水溶液,而且全部材料和零部件均需嚴格脫水,并可靠密封。鋰離子電池作為一種集高能量密度和高電壓為一體的儲能裝置,已廣泛應用于移動和無線電子設備、電動工具、混合動力和電動交通工具等領域。
從材料來看,三元鋰電池的“三元”指的是包含鎳Ni、鈷、錳或鋁三種金屬元素的聚合物,在三元鋰電池中做正極。三者缺一不可,這其中每個元素都發(fā)揮著重要作用,同時每個元素的特點也制約著電池性能。從結構上來講,三元鋰電池的能量密度高、充放電。同時其也有不耐高溫的特性,因此,安全性較差和循環(huán)壽命較短是三元鋰電池的主要短板,尤其是安全性能,是一直限制其大規(guī)模配組,和大規(guī)模集成應用的一個主要因素。大量實測表明,容量較大的三元電池很難通過針刺和過充等安全性測試,這也是大容量電池中一般都要多引入錳元素,甚至混合錳酸鋰一起使用的原因。
三元鋰離子電池由于采用了鈷元素,其采礦和提煉過程可能會帶來環(huán)境和社會問題。因此,在推廣和使用三元鋰離子電池時,需要關注可持續(xù)發(fā)展的原則,并積極尋求回收和再利用的方法,以減少對環(huán)境的影響。
三元鋰離子電池即三元聚合物鋰離子電池,正極資料運用鎳鈷錳酸鋰三元正極資料的鋰離子電池,即含有鎳、鈷、錳三種元素的過渡金屬嵌鋰氧化物契合資料正極的鋰離子電池。這種資料歸納了鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰三種資料的長處,形成了三種資料三相的共熔體系,因為三元協(xié)同效應其歸納功能優(yōu)于任一單組合化合物,分量能量密度能夠達到200Wh/kg。
三元鋰離子電池能量密度高,循環(huán)性能好于正常鉆酸鋰。目前,隨著配方的不斷改進和結構完善,電池的標稱電壓已達到3.7V,在容量上已經(jīng)達到或超過鉆酸鋰離子電池水平。三元材料動力鋰離子電池重要有鎳鉆鋁酸鋰離子電池、鎳鉆錳酸鋰離子電池等,高溫結構不穩(wěn)定,導致高溫安全性差,且pH值過高易使單體脹氣,進而引發(fā)故障,現(xiàn)時條件下造價也不低。
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