三元リチウム電池523と811は理論的にはエネルギーと同じですか？

三元523811理論はエネルギーと同じですか？

三元カソード材料のさまざまな比率の理論容量とニッケル含有量の関係は何ですか？

各三元材料の質量分率計算について、理論上の三元材料の容量の計算は次のとおりです。

三元523（LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2）の理論的なグラム容量の計算

三元523の相対質量分率は96.5545g / molです。

1gの三成分523物質の量：

1g÷96.5545g / mol = 0.01035685mol

1gの三成分523によって提供される電荷の量：

0.01035685mol×96485.3383C / mol = 999.284176C

換算単位：999.284176C÷3.6C = 277.58mAh

その場合、理論上のグラム容量は約280mAh / gです。

三元811（LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2）の理論的なグラム容量の計算

NiCoMnの相対質量分率は類似しているため、理論的には523と811の理論上のグラム容量は類似しています。

理論的および実際のグラム容量

それで問題は、三元物質理論が同じグラム容量を持っているのに、なぜ811が523よりも高いグラム容量を持っているのかということです。

元の容量は、ニッケルとコバルトの総含有量に関連しています。より具体的には、コバルト含有量は一般に０．２または０．３未満であるため、ニッケルは三元材料に含まれるため、最も直接的な関係はニッケル含有量である。原子価状態は、+ 2と+3の2つの原子価状態を示します。リチウムイオンが放出されると、遷移金属ニッケルは電荷バランスを達成するために価格が変更されます。 Niのこの多価状態が+2から+3に、次に+3から+4に変化する可能性があるのはまさにこのためです。したがって、ニッケル含有量が高いほど、より多くのリチウムイオンを抽出できます。

エネルギー準位分布では、ニッケル含有量が高いと、遷移金属外層の3D電子のエネルギー準位と酸素元素の2P軌道重なりが大きくなるため、より多くのリチウムイオンを抽出でき、容量が大きいです！

三元材料の容量は、カットオフ電圧の増加とともに増加します。たとえば、電圧範囲が3.0〜4.2Vの範囲にある場合、3成分材料でのリチウムイオンの溶出量は約0.45〜0.55molです。放電電圧を4.5Vに上げると、溶出するリチウムイオンの量が0.60molに達する可能性があり、材料の容量はリチウムイオンの浸出量と強く関係しています。したがって、正極から除去されるリチウムイオンが多いほど、正極材料のグラム容量が大きくなり、材料の単位質量あたりにより多くの容量が放出され、電池の容量が増加する。

Sunと他のチームメンバーは、3〜4.3V、25°C、20mA / g（0.1C）、Li [の比容量で、Ni、Co、およびMnのさまざまな条件で半電池（負極としてLi）を使用しました。 NixCoyMnz] O2（x = 1 / 3、0.5、0.6、0.7、0.8、および0.85）。結果は、Ni含有量が増加するにつれて比容量が増加することを示しており、試験結果は以下のとおりです。

国内市場で高比エネルギー電池の需要が高まる中、大手電池メーカーや材料メーカーは高ニッケル材料の工業化を加速する必要があります。開業医にとって、高ニッケル三成分のメカニズムと応用の正しい理解と深い理解は、競争力のある製品を作るための最初のステップです。

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