811鋰電池詳細(xì)介紹

811鋰電池的英文簡(jiǎn)寫是NCM811，這是一種高鎳的新型鋰離子電池材料：三元鎳鉆錳（NCM）的正極材料，其化學(xué)式為L(zhǎng)iNi0.8Co0.1Mn0.102。該材料是近年來(lái)開(kāi)發(fā)出的一類新型鋰離子電池正極材料，具有能量密度高、循環(huán)穩(wěn)定性好、成本適中等優(yōu)點(diǎn)。

811鋰電池的三元鎳鉆錳正極材料（NCM）綜合了LiCoO2、LiNiO2和LiMnO2三種層狀材料的優(yōu)點(diǎn)；由于Ni、Co和Mn之間存在明顯的協(xié)同效應(yīng)，所以NCM的性能要好于單一組分的層狀正極材料；同時(shí)NCM又比LiFePO4有更高的比容量，這也是NCM被認(rèn)為是最有應(yīng)用前景的新型正極材料之一的重要原因。

811鋰電池的鎳鉆錳三元材料本身也是一個(gè)大“家族"，根據(jù)Ni、Co、Mn之間的比例不同，又分支出一系列的材料，如NCM111（LiNi1/3Co1/3Mn1/302）、NCM433（LiNi0.4C00.3Mn0.302）、NCM424（LiNi0.4Co0.2Mn0.402）、NCM523（LiNi0.5Co0.2Mn0.302）、NCM622（LiNi0.6Co0.2Mn0.202）、NCM811等。與其它幾種鎳鉆錳三元正極材料相比，NCM811的鎳鉆錳比例為8：1：1，鎳的比例進(jìn)一步提高，電池的能量密度更高（最高可達(dá)280mAh/g），電池的性能也相應(yīng)提高，而成本卻相應(yīng)降低等等。正是憑借這些優(yōu)勢(shì)，NCM811被認(rèn)為是下一代動(dòng)力電池的重要發(fā)展方向，而現(xiàn)代推出的Kona EV最新純電動(dòng)汽車也印證了這一點(diǎn)。

雖然高純度的NCM811材料已經(jīng)有很多優(yōu)點(diǎn)，但其在穩(wěn)定性和安全性等方面依然存在不足，因此還需要對(duì)NCM811進(jìn)行改性，進(jìn)一步提高其電化學(xué)性能。

811鋰電池的改性方法是在借鑒了其它類似電極材料的改性方法的基礎(chǔ)上，發(fā)展出了以“摻雜”和“涂覆”為主的改性方法。

“摻雜”是指，在LiNi0.8Co0.1Mn0.102晶格中摻入微量的其它元素，以提高材料的電子電導(dǎo)率和離子電導(dǎo)率，并增加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而達(dá)到改善材料電化學(xué)性能的目的。主要包括陽(yáng)離子摻雜（如Na、V、Ti、Mg、A、Cr等）、陰離子摻雜（如B、F、Si等）和多種離子摻雜（多種陽(yáng)離子、多種陰離子或者陰陽(yáng)離子共同摻雜）。

“涂覆”是指，在LiNi0.8Co0.1Mn0.102離子的表面直接生成別的物質(zhì)以隔離活性物質(zhì)與電池電解液，從而減少副反應(yīng)的發(fā)生，或者增加機(jī)械強(qiáng)度和提高導(dǎo)電能力，最終達(dá)到改善材料性能的目的。主要包括金屬氧化物包覆、金屬氟化物包覆、鋰鹽包覆、碳納米管包覆、石墨烯包覆等。