手持三元催化光谱分析仪|在三元锂电池检测技术的三个方式

在自然界中，锂元素是最轻的，原子质量最小的金属，它的原子量为6.94g/mol，ρ=0.53g/cm3。锂化学性质活泼，极易失去电子被氧化为Li+，因此标准电极电位最负，为-3.045V，电化学当量最小，为0.26g/Ah，锂元素的这些特点决定了它是一种具有很高比能量的材料。三元锂电池是指采用镍钴锰三种过渡金属氧化物为正极材料的锂二次电池。它充分综合了钴酸锂良好的循环性能、镍酸锂的高比容量和锰酸锂的高安全性及低成本等特点，利用分子水平混合、掺杂、包覆和表面修饰等方法合成镍钴锰等多元素协同的复合嵌锂氧化物。是目前被广泛研究和应用的一种锂离子可充电电池。

三元锂电池的理论寿命约为800次循环，在商业化的可充电锂电池中属于中等。磷酸铁锂约为2000次，而钛酸锂据说可以达到1万次循环。目前主流的电池厂家在其生产的三元电芯规格书中承诺大于500次（标准条件下充放电），但是电芯在配组做成电池包后，由于一致性问题，主要是电压和内阻不可能完全一样，其循环寿命大约为400次。厂家推荐SOC使用窗口为10%~90%，不建议进行深度充放电，不然会对电池的正负极结构造成不可逆的损伤，若是以浅充浅放来计算的话，循环寿命至少有1000次。另外，锂电池若是经常在高倍率和高温环境下放电，电池寿命会大幅下降到不足200次。

三元锂电池因其能量密度高、寿命长的特点，在各个行业的使用比较，也成为电力电池行业技术发展的主流路线之一，如今对着三元锂电池市场的扩大，对材料的需求也逐渐增加。

　　三元电池-三元材料主要包括NCA(镍钴铝酸锂)和NCM(镍钴锰酸锂)。NCM是目前主流的三元材料。NCM材料中常见的材料有NCM811.NCM523.NCM622.NCM111等。

　　·N——镍·C——钴·M——锰·

　　NCM811.NCM622是典型的高镍二元材料，由于NCA需要较高的技术壁垒，目前应用范围较小。

三元聚合物锂电池缺点:

1.输出效率低:

特斯拉使用的是NCR18650A型电池,典型容量3070mAH，持续放电电流只能达到2C,同时2C下放电效果最好。

2.容量衰减快，寿命短

特斯拉汽车用的电池在同样充放电电流下,每次从0%-100%循环,900次后容星已经衰减到55%,如果每次从0%-50%的话,即便3000次循环容星依然可以保持70%的容星。

3.安全性差：

三元材料聚合物锂电池内部短路或者正极材料遇水后都会有明火产生,即便18650电池外有钢壳保护,依然无法承受极端冲击。并且三元锂电池大功率充放电后温度急剧升高,高温后释放氧气极容易燃烧，小心使用。

三元聚合物锂电池的寿命

决定动力锂电使用寿命的因素有很多,包括体系本身的特性、制造工艺和使用工况等。优质的电池体系,外加科学的系统管理,可以达到很长的使用寿命。不过实际上使用与理论还是有区别的。三元锂电池寿命是2000次充放电循环，，一天一充，也能维持5年多。

科普磷酸铁锂电池：磷酸铁锂电池：是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。其特色是不含钴等贵重元素，原料价格低且磷、铁存在于地球的资源含量丰富，不会有供料问题。其工作电压适中(3.2V)、单位重量下电容量大(170mAh/g)、高放电功率、可快速充电且循环寿命长，在高温与高热环境下的稳定性高。
三元锂电池检测分析仪认为锂电池制造商检测电极材料及车间接触件样品的分析检测

　　为了降低电池短路风险，根据锂电池电极材料的合规要求，必须控制电极材料中的金属元素(铁、银、钴、锌、铜、镍和铬)含量不能超过一定的限值;

　　需要对车间内存在的材料、工具和备件进行测量，确保无异常要求供应商严格控制产品质量

　　需要原料中严格限定Fe/Cr/Ni/Cu/Zn/Co/Ag的值。

　　锂电子电池安全问题

　三元锂电池检测分析仪认为　锂离子电池的内部短路是其安全问题的重要诱因，可能会导致电池自燃爆炸等，内部短路是电池内的正负极短路，一般是由生产过程中混入的金属杂质、电极金属箔在剪切时造成的毛刺、使用过程中形成锂枝晶以及受到挤压等意外机械应力引起。

　　·为什么要用手持式光谱仪检测三元锂电池?

　　1.避免不合格锂电池上市，发生爆炸安全事故。

　　2.确保锂电池的使用寿命。

　　3.性能检测，明确使用方向。

　　4.回收利用可大大提高资源利用率，在一定程度上减少环境污染。
　三元锂电池检测分析仪认为三元锂电池的安全性能差、热稳定性差，可以在250-300摄氏度分解，在这种低稳定性下，首先要避免不合格产品在出厂时流通到市场。

　　我们经常可以在网上看到电池爆炸事故，其中超一半是由于电池质量问题，所以需要测量电池正极材料的元素和元素含量，以确保电池标准，使用手持光谱仪，可以快速检测三元锂电池的质量，整体控制锂电池的质量。

　　除了质量控制外，手持式光谱仪对废电池回收的分拣也起到了很大的作用。

　　废电池中含有大量的锰、钴、镍等金属元素，其电解质也含有六氟磷酸锂等高毒性物质和挥发物，如处理不当，会对环境造成严重破坏。

　　随着电池回收问题的日益突出，面对复杂多样的电池和不同的材料含量，手持光谱仪可以更有效地回收可用的废电池。对于三元锂电池行业来说，手持式光谱仪不仅创造了更高的电池再利用率.利润率，还提高了电池的安全性。

三元锂电池正极材料的发展现状

近几年来层状嵌锂多元过渡金属复合型正极材料发展迅速，尤其是含有钴镍锰三种元素的新型过渡金属嵌锂氧化物复合材料。由于中国企业越来越多的参与国际市场竞争，国际锂电企业的材料选择也直接影响到国内企业的选择。

此种材料综合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂三类材料的优点，形成了LiCoO2/LiNiO2/LiMnO2三相的共熔体系，且其综合性能优于任一的单组合化合物，存在明显的三元协同效应。此类固溶体材料通常具有200mAh/g左右的放电容量，主要工作电压区间在2.5～4.6V之间，在充放电过程中，能保持层状结构的特征，避免了层状LiMnO2结构向尖晶石结构的转变。

与目前占据市场主流的钴酸锂比较，其具有比容量高、价格低、对环境友好、热稳定性高和安全性好等优势，具有广阔的市场前景。今后的发展将在制备方法上的创新、形态控制、表面修饰以及提高振实密度等方面深入。

三元锂电池的正极材料是锂电池中最为关键的原材料，由于正极材料在锂电池中占有较大比例，因此它决定了电池的安全性能和电池能否大型化，同时由于锂离子电池正极材料在电池成本中所占比例可高达40%左右，所以其成本也直接决定电池成本的高低。应该说是三元锂电池正极材料的发展引领了锂电池的发展。