مزايا وعيوب بطارية الليثيوم الثلاثية
بطارية الليثيوم الثلاثية متوازنة نسبيا من حيث السعة والسلامة ، وهي بطارية ذات أداء شامل ممتاز. الوظائف الرئيسية ومزايا وعيوب العناصر المعدنية الثلاثة هي كما يلي:
Co3+: تقليل الاحتلال المختلط للكاتيون ، وتثبيت البنية الطبقية للمادة ، وتقليل قيمة المعاوقة ، وتحسين الموصلية الكهربائية ، وتحسين أداء الدورة والمعدل.
Ni2 +: يمكن أن يحسن قدرة المادة (زيادة كثافة الطاقة الحجمية للمادة) ، وبسبب نصف قطر Li و Ni المماثل ، فإن الكثير من Ni سيؤدي أيضا إلى حدوث ظاهرة الخلع مع Li للتسبب في الترتيب المختلط لليثيوم والنيكل ، وتركيز أيونات النيكل في طبقة الليثيوم كلما كان أكبر ، كلما كان من الصعب إزالة تداخل الليثيوم في البنية ذات الطبقات ، مما يؤدي إلى ضعف الأداء الكهروكيميائي.
Mn4 +: لا يمكن أن يقلل من تكلفة المواد فحسب ، بل يمكنه أيضا تحسين سلامة واستقرار المواد. لكن المحتوى العالي جدا من Mn سيظهر بسهولة مرحلة الإسبنيل ويدمر الهيكل متعدد الطبقات ، ويقلل من السعة ويقلل من الدورة.
كثافة الطاقة العالية هي أكبر ميزة لبطاريات الليثيوم الثلاثية ، ومنصة الجهد هي مؤشر مهم على كثافة طاقة البطارية ، والتي تحدد الأداء الأساسي وتكلفة البطارية. كلما ارتفعت منصة الجهد ، زادت السعة المحددة ، وبالتالي فإن نفس الحجم والوزن وحتى نفس البطارية في الساعة لها عمر بطارية أطول من بطارية ليثيوم ثلاثية المواد مع منصة جهد أعلى. منصة جهد التفريغ لبطارية الليثيوم الثلاثية الواحدة تصل إلى 3.7 فولت ، وفوسفات حديد الليثيوم 3.2 فولت ، وتيتانات الليثيوم 2.3 فولت فقط. لذلك ، من منظور كثافة الطاقة ، فإن بطارية الليثيوم الثلاثية أفضل من فوسفات الحديد الليثيوم أو منجنات الليثيوم أو فوسفات الحديد الليثيوم. تيتانات الليثيوم لها مزايا مطلقة.
يعد ضعف السلامة وقصر عمر الدورة من أوجه القصور الرئيسية في بطاريات الليثيوم الثلاثية ، وخاصة أداء السلامة ، الذي كان عاملا رئيسيا يحد من تكوينها على نطاق واسع وتطبيقاتها المتكاملة واسعة النطاق. يظهر عدد كبير من القياسات الفعلية أنه من الصعب على البطارية الثلاثية ذات السعة الكبيرة اجتياز اختبارات السلامة مثل الوخز بالإبر والشحن الزائد ، وهذا هو السبب في إدخال المزيد من المنغنيز بشكل عام في البطاريات ذات السعة الكبيرة ، أو حتى خلطها مع منجنات الليثيوم. ينتمي عمر الدورة البالغ 500 مرة إلى الجزء الأوسط والسفلي من بطارية الليثيوم ، وبالتالي فإن مجال التطبيق الرئيسي لبطارية الليثيوم الثلاثية هو 3C الرقمي والمنتجات الإلكترونية الاستهلاكية الأخرى.
