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材料选择提升动力锂离子电池倍率性能的介绍

2022.9.20

  通常而言提升动力锂离子电池倍率性能重要是从材料的选择上入手,常温20℃下,LCO材料的电子电导率最低仅为5x10-8S/cm,而NCM111材料电子电导率可达2.2x10-6S/cm,随着镍含量的进一步提高,三元材料的电子电导率也明显提高,NCM8111材料的电子电导率更是达到4.1x10-3S/cm,离子电导率方面也表现出了同样的趋势,LCO材料在20℃下,离子电导率仅为2.3x10-7S/cm,而NCM111材料离子电导率为3.2x10-6S/cm,NCM532位1.7x10-3S/cm,NCM622位3.4x10-3S/cm,NCM811材料更是达到了6.3x10-3S/cm。

  因此无论是从电子电导率还是离子电导率上来看三元材料,特别是高镍三元材料或者NCA材料都更加适合高倍率型锂离子电池。当然除了材料的这些本征特性外,其倍率性能还受到形貌等多重因素的影响,例如小颗粒的材料表面积更大,Li+在颗粒内部的扩散距离更短,因此理论上会具有更好的倍率性能。

  负极材料的选择种类比较多,例如小颗粒的中间相类的石墨材料,在倍率性能上都有较好的表现,钛酸锂离子电池材料因为电导率较低,生产中往往会制成纳米级的颗粒,因此进一步增大了活性面积,降低了Li+的扩散距离,钛酸锂离子电池因此具有非常优异的倍率性能,能够实现快速充电。

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