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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 | 點擊量:0次 | 2020-11-10

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)電壓過造成景程:磷酸鐵鋰耐過充過放,短時過放到0能恢復80%以上。鋰離子過放到2.6V時就會產生不可逆損壞。

  (4)充電過壓安全:磷酸鐵鋰耐過充到100%都不會起火爆炸。三元鋰電超過4.35V就會析氣鼓脹。

  (5)工作高溫:磷酸鐵鋰耐高溫,200多度恢復后還能用。三元鋰電超過60度就不安全。

  (6)工作低溫:磷酸鐵鋰的溫度使用下限值-20°C,三元鋰電低溫下限值-30°C。三元低溫性能明顯高于磷酸鐵鋰。

  (7) 分解溫度:磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池在到達一定溫度時都會發生分解。磷酸鋰電池約為800℃,三元材料約為200℃。

  (8) 使用壽命:磷酸鐵鋰電池充放電循環次數約3500次后才會開始衰減,其使用壽命可長達十年,三元鋰電池充放電循環次數則僅為2000次,意味著其使用壽命僅為6年。

  (9)能量密度:當前磷酸鐵鋰電池系統能量密度平均達到了140wh/kg,三元電池系統能量密度平均達到了160wh/kg。

  (10)生產成本:成本方面由于磷酸鐵鋰電池不含有貴重金屬材料,原材料成本可以適當壓縮。而三元鋰電池以鎳鈷錳酸鋰為正極材料、石墨為負極材料,其中鈷元素在我國儲量較少,大部分靠海外進口,受到市場波動影響非常大,整體成本會比磷酸鐵鋰電池貴。

  三元材料燒結后,一般會有比較嚴重的結塊,需要經過粉碎分級才能達到產品標準,主要包括粗破碎和超細破碎。

1、三元材料粗破碎

  傳統粗破碎流程為將燒結物倒進顎式破碎機進行粗破,粗破后的物料進入對輥破碎機細破。但實際生產應用中,顎式破碎和輥式破碎組合的破碎方式普遍存在較大缺點:大塊燒結物進入顎式破碎機時常常被卡住;經常有未被破碎的顆粒漏出;容易有金屬離子污染;工序多,物料浪費大等。

新建三元材料產線大多使用旋輪磨。

  目前采用的旋輪磨可以替代顎式破碎和輥式破碎,其工作原理是塊狀物料進入物料倉,先經過強力擠壓破碎進入輸送系統,物料輸送到陶瓷粉碎研磨筐,經氧化鋯磨盤粉碎至所需粒度,破碎顆粒粒度可以在1mm以下,可直接進行超細粉碎。

  旋輪磨具有以下優勢:

  出料粒度可在20-80目間調節;

  生產效率高,單機產能可達400-600千克/小時,相當于破碎/對輥體系效率的2倍;

  無金屬異物污染;

  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

  產能大,但能耗高,有時會產生過粉碎,導致產品收率降低,增大生產成本;機械粉碎機能耗低,產品過粉碎程度小,收率高,但產能較小。

因此硬度較大材料采用氣流粉碎機較多。

  目前的工業生產中兩種方式都有所使用,一般認為鈷含量越高的材料硬度越大,當材料硬度過高時采用機械粉碎機會對粉碎盤造成較大程度磨碎,

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

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