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三元材料電池和磷酸鐵鋰電池的主要區別

山東埃爾派 | 點擊(ji)量:0次  |  2019-11-10 

摘要
  (1)材料區別: 主流三元正極材料有鎳、鈷、錳/鋁,磷酸鐵鋰鋰電池因正極采用磷酸鐵鋰材料命名。  (2)典型電壓區別:磷酸鐵鋰單體典型電壓3.2V, 三元典型電壓3.7V。  (3)電

  (1)材(cai)料(liao)區(qu)別: 主流三元(yuan)正極材(cai)料(liao)有鎳、鈷(gu)、錳/鋁,磷(lin)(lin)酸鐵(tie)(tie)鋰(li)鋰(li)電池因正極采用磷(lin)(lin)酸鐵(tie)(tie)鋰(li)材(cai)料(liao)命(ming)名。

  (2)典型電(dian)壓(ya)區別(bie):磷酸鐵鋰(li)單體典型電(dian)壓(ya)3.2V, 三元典型電(dian)壓(ya)3.7V。

  (3)電壓過(guo)造成景程:磷酸鐵鋰耐過(guo)充過(guo)放(fang)(fang),短時(shi)過(guo)放(fang)(fang)到0能恢復80%以(yi)上。鋰離子過(guo)放(fang)(fang)到2.6V時(shi)就會產生不可逆(ni)損壞(huai)。

  (4)充電過壓(ya)安全:磷(lin)酸鐵(tie)鋰(li)耐過充到100%都不會起(qi)火爆炸(zha)。三元鋰(li)電超過4.35V就會析氣鼓脹(zhang)。

  (5)工作高溫:磷酸鐵(tie)鋰耐(nai)高溫,200多(duo)度恢復(fu)后還能用(yong)。三元鋰電超過60度就不安(an)全。

  (6)工作低溫(wen):磷酸(suan)鐵鋰(li)的溫(wen)度使用下限(xian)值-20°C,三(san)元(yuan)鋰(li)電低溫(wen)下限(xian)值-30°C。三(san)元(yuan)低溫(wen)性(xing)能明顯高(gao)于磷酸(suan)鐵鋰(li)。

  (7) 分(fen)解溫度:磷酸鐵鋰(li)電(dian)池和三元鋰(li)電(dian)池在到達一定溫度時都會發生分(fen)解。磷酸鋰(li)電(dian)池約(yue)為800℃,三元材料約(yue)為200℃。

  (8) 使(shi)(shi)用(yong)壽(shou)(shou)命(ming):磷酸鐵鋰(li)電池充(chong)放電循(xun)環(huan)(huan)次(ci)(ci)數約3500次(ci)(ci)后才會開始(shi)衰減,其使(shi)(shi)用(yong)壽(shou)(shou)命(ming)可(ke)長(chang)達十年(nian),三元鋰(li)電池充(chong)放電循(xun)環(huan)(huan)次(ci)(ci)數則僅為(wei)2000次(ci)(ci),意味(wei)著其使(shi)(shi)用(yong)壽(shou)(shou)命(ming)僅為(wei)6年(nian)。

  (9)能(neng)量(liang)密度(du)(du):當(dang)前磷(lin)酸鐵(tie)鋰電池(chi)系統(tong)能(neng)量(liang)密度(du)(du)平均(jun)達(da)到了140wh/kg,三元電池(chi)系統(tong)能(neng)量(liang)密度(du)(du)平均(jun)達(da)到了160wh/kg。

  (10)生產(chan)成(cheng)本:成(cheng)本方(fang)面由于磷酸(suan)鐵(tie)鋰(li)(li)電(dian)池不(bu)含(han)有貴重金屬材料,原材料成(cheng)本可以適當壓(ya)縮。而三(san)元(yuan)鋰(li)(li)電(dian)池以鎳(nie)鈷錳酸(suan)鋰(li)(li)為正極材料、石墨(mo)為負(fu)極材料,其中鈷元(yuan)素(su)在我(wo)國儲量較少,大部分靠海外進口,受到市場波動影響非(fei)常大,整體(ti)成(cheng)本會比(bi)磷酸(suan)鐵(tie)鋰(li)(li)電(dian)池貴。

  三元材料燒結后,一般會(hui)有(you)比較嚴重的結塊,需要經過粉碎(sui)分級才(cai)能達到產品標準,主要包括粗破碎(sui)和超細破碎(sui)。

1、三元材料粗破碎

  傳統粗破(po)碎(sui)(sui)流程為(wei)將燒結物(wu)(wu)倒進(jin)顎(e)式破(po)碎(sui)(sui)機(ji)進(jin)行粗破(po),粗破(po)后的(de)物(wu)(wu)料進(jin)入對輥(gun)破(po)碎(sui)(sui)機(ji)細(xi)破(po)。但(dan)實際生產應用中,顎(e)式破(po)碎(sui)(sui)和(he)輥(gun)式破(po)碎(sui)(sui)組合的(de)破(po)碎(sui)(sui)方式普遍存在(zai)較大(da)缺點:大(da)塊(kuai)燒結物(wu)(wu)進(jin)入顎(e)式破(po)碎(sui)(sui)機(ji)時常常被(bei)卡(ka)住(zhu);經常有(you)未被(bei)破(po)碎(sui)(sui)的(de)顆粒漏出;容(rong)易有(you)金屬離(li)子污(wu)染;工序多,物(wu)(wu)料浪費大(da)等(deng)。

新建三元材料產線大多使用旋輪磨。

  目前采用的(de)旋輪磨可以(yi)替代顎式破碎和輥(gun)式破碎,其工作原理是塊(kuai)狀物料(liao)進入物料(liao)倉,先(xian)經過(guo)強力(li)擠壓破碎進入輸送(song)系統(tong),物料(liao)輸送(song)到(dao)陶(tao)瓷(ci)粉碎研磨筐,經氧(yang)化鋯磨盤粉碎至(zhi)所需(xu)粒度(du),破碎顆粒粒度(du)可以(yi)在1mm以(yi)下(xia),可直接(jie)進行超細粉碎。

  旋(xuan)輪(lun)磨(mo)具(ju)有以下優勢:

  出(chu)料粒度可(ke)在20-80目間調節;

  生產(chan)效(xiao)率高,單機產(chan)能可達400-600千(qian)克/小時,相當于(yu)破碎/對(dui)輥(gun)體系效(xiao)率的2倍;

  無金屬(shu)異物污染;

  無粉塵與噪音。

2、三元材料超細粉碎

  三元材料超細粉碎一般采用氣流粉碎機和機械粉碎機。

氣流粉碎機

  產(chan)(chan)能(neng)大,但能(neng)耗(hao)高,有(you)時會產(chan)(chan)生(sheng)過粉碎,導(dao)致產(chan)(chan)品收率(lv)降(jiang)低(di),增大生(sheng)產(chan)(chan)成(cheng)本;機(ji)(ji)械粉碎機(ji)(ji)能(neng)耗(hao)低(di),產(chan)(chan)品過粉碎程度小,收率(lv)高,但產(chan)(chan)能(neng)較小。

因此硬度較大材料采用氣流粉碎機較多。

  目(mu)前的(de)工(gong)業(ye)生產中兩種方式都有所使用,一般認為鈷含量越(yue)高(gao)的(de)材料硬(ying)度越(yue)大,當材料硬(ying)度過高(gao)時采用機械粉(fen)碎機會對粉(fen)碎盤造成較大程度磨(mo)碎,

  同時,機械破碎機可直接得到較好的粒徑分布,而氣流粉碎機需要(yao)再另(ling)行加裝分級機。

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