¿Es teóricamente la batería ternaria de litio 523 y 811 lo mismo que la energía?

¿Es la teoría ternaria 523811 lo mismo que la energía?

¿Cuál es la relación entre la capacidad teórica de diferentes proporciones de materiales de cátodos ternarios y el contenido de níquel?

El cálculo de la capacidad del material ternario teórico es el siguiente para el cálculo de la fracción de masa de cada material ternario.

Cálculo teórico de la capacidad en gramos del ternario 523 (LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)

La fracción de masa relativa del ternario 523 es 96,5545g / mol

La cantidad de 1g de sustancias ternarias 523:

1g ÷ 96.5545g / mol = 0.01035685mol

La cantidad de carga proporcionada por 1 g de ternario 523:

0.01035685mol × 96485.3383C / mol = 999.284176C

Unidad de conversión: 999.284176C ÷ 3.6C = 277.58mAh

Entonces la capacidad teórica en gramos es de aproximadamente 280 mAh / g

Cálculo teórico de la capacidad en gramos del ternario 811 (LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)

La fracción de masa relativa de NiCoMn es similar, por lo que teóricamente las capacidades teóricas en gramos de 523 y 811 son similares.

Capacidad de gramos teórica y real

Entonces, la pregunta es, ¿por qué 811 tiene una capacidad de gramo mayor que 523 cuando la teoría ternaria del material tiene la misma capacidad de gramo?

La capacidad original está relacionada con el contenido total de níquel y cobalto. Más específicamente, dado que el contenido de cobalto es generalmente inferior a 0,2 o 0,3, el contenido más directamente relacionado es el de níquel, porque el níquel está en el material ternario. El estado de valencia exhibe dos estados de valencia de +2 y +3. Cuando se liberan iones de litio, el níquel, metal de transición, sufre un cambio de precio para lograr un equilibrio de carga. Es precisamente debido a este estado multivalente del Ni que puede cambiar de +2 a +3, y luego de +3 a +4, por lo que cuanto mayor es el contenido de níquel, más iones de litio se pueden extraer.

En términos de distribución del nivel de energía, cuando el contenido de níquel es alto, el nivel de energía de los electrones 3D en la capa exterior del metal de transición y la superposición orbital 2P del elemento oxígeno son grandes, de modo que se pueden extraer más iones de litio y la capacidad es mayor!

La capacidad del material ternario aumentará con el aumento de la tensión de corte. Por ejemplo, si su rango de voltaje está en el rango de 3.0-4.2V, la cantidad de elución de iones de litio en el material ternario es de aproximadamente 0.45-0.55 mol. Si aumenta el voltaje de descarga a 4,5 V, la cantidad de iones de litio que se eluyen puede llegar a 0,60 mol y la capacidad del material está estrechamente relacionada con la cantidad de lixiviación de iones de litio. Por lo tanto, cuanto más iones de litio se eliminan del electrodo positivo, mayor es la capacidad en gramos del material del electrodo positivo, y se libera más capacidad por unidad de masa de material, y aumenta la capacidad de la batería.

Sun y otros miembros del equipo utilizaron una media celda (Li como electrodo negativo) en diferentes condiciones de Ni, Co y Mn a 3 ~ 4.3V, 25 ° C, 20mA / g (0.1C), capacidad específica de Li [ NixCoyMnz] O2 (x = 1/3, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8 y 0.85). Los resultados muestran que a medida que aumenta el contenido de Ni, aumenta la capacidad específica y los resultados de la prueba son los siguientes.

Con la creciente demanda de baterías de alta energía específica en el mercado nacional, es necesario que los principales fabricantes de baterías y de materiales aceleren la industrialización de materiales con alto contenido de níquel. Para los profesionales, la comprensión correcta y profunda del mecanismo y la aplicación del ternario con alto contenido de níquel es el primer paso para hacer productos competitivos.

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