三元材料是在鋰離子電池材料技術發(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用上展現(xiàn)出廣闊的前景。鈷酸鋰的優(yōu)點明顯,但鈷金屬的價格高昂,錳酸鋰的優(yōu)點是倍率性能好,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,力求在成本和性能方面達到高的性價比。
三元材料具有能量密度高、放電容量大、循環(huán)性能好、結構比較穩(wěn)定等優(yōu)勢,已成為鋰電池正極材料的重要發(fā)展方向,并被廣泛應用于新能源汽車、電動自行車、電動工具及3C等相關領域。
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,在電池內部發(fā)揮的用途。
鈷,元素符號Co,原子序數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℃時磁性消失。在常溫下不和水作用,在空氣中加熱至300℃以上時氧化生成CoO,在白熱時燃燒成Co3O4。
鈷是具有光澤的鋼灰色金屬,熔點1493℃、比重8.9,比較硬而脆,鈷是鐵磁性的,在硬度、抗拉強度、機械加工性能、熱力學性質、的電化學行為方面與鐵和鎳相類似。加熱到1150℃時磁性消失。
鈷的化合價為2價和3價。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℃以上時氧化生成CoO,在白熱時燃燒成Co?O?。氫還原法制成的細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。其化學性質與鐵,鎳相似。高溫下發(fā)生氧化作用。加熱時,鈷與氧,硫,氯,溴等發(fā)生劇烈反應,生成相應化合物。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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