三元材料是在鋰離子電池材料技術(shù)發(fā)展過程中出現(xiàn)的新型鋰電池正極材料,由于具有一些相對優(yōu)勢,鋰離子電池三元材料在市場應(yīng)用上展現(xiàn)出廣闊的前景。鈷酸鋰的優(yōu)點(diǎn)明顯,但鈷金屬的價(jià)格高昂,錳酸鋰的優(yōu)點(diǎn)是倍率性能好,成本低,但耐高溫性能和循環(huán)性能不佳,鋰離子電池三元材料則是綜合二者的優(yōu)點(diǎn),力求在成本和性能方面達(dá)到高的性價(jià)比。
三元材料具有能量密度高、放電容量大、循環(huán)性能好、結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定等優(yōu)勢,已成為鋰電池正極材料的重要發(fā)展方向,并被廣泛應(yīng)用于新能源汽車、電動(dòng)自行車、電動(dòng)工具及3C等相關(guān)領(lǐng)域。
三元鋰離子電池到底是哪三元?三元鋰離子電池的“三元”指的是包含鎳(Ni)、鈷(Co)、錳(Mn)或鋁(Al)三種金屬元素的聚合物,在三元鋰離子電池中做正極。三者缺一不可,在電池內(nèi)部發(fā)揮的用途。
鈷,元素符號(hào)Co,原子序數(shù)27,原子量58.9332,密排六方晶體,在周期表中位于第4周期、第Ⅷ族,常見化合價(jià)為+2、+3。鈷是具有光澤的鋼灰色金屬,比較硬而脆,有鐵磁性,加熱到1150℃時(shí)磁性消失。在常溫下不和水作用,在空氣中加熱至300℃以上時(shí)氧化生成CoO,在白熱時(shí)燃燒成Co3O4。
鈷是具有光澤的鋼灰色金屬,熔點(diǎn)1493℃、比重8.9,比較硬而脆,鈷是鐵磁性的,在硬度、抗拉強(qiáng)度、機(jī)械加工性能、熱力學(xué)性質(zhì)、的電化學(xué)行為方面與鐵和鎳相類似。加熱到1150℃時(shí)磁性消失。
鈷的化合價(jià)為2價(jià)和3價(jià)。在常溫下不和水作用,在潮濕的空氣中也很穩(wěn)定。在空氣中加熱至300℃以上時(shí)氧化生成CoO,在白熱時(shí)燃燒成Co?O?。氫還原法制成的細(xì)金屬鈷粉在空氣中能自燃生成氧化鈷。由電極電勢看出,鈷是中等活潑的金屬。其化學(xué)性質(zhì)與鐵,鎳相似。高溫下發(fā)生氧化作用。加熱時(shí),鈷與氧,硫,氯,溴等發(fā)生劇烈反應(yīng),生成相應(yīng)化合物。鈷可溶于稀酸中,在發(fā)煙硝酸中因生成一層氧化膜而被鈍化。鈷會(huì)緩慢地被氫氟酸,氨水和氫氧化鈉浸蝕。鈷是兩性金屬。
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