修行者何平

随着新建产能的陆续完工投产，今年以来以 三元锂 材料为正极的动力电池已经大范围取代了过去以磷酸铁锂材料为正极的动力电池。作为这样一个变化的结果， 三元锂 材料中需求弹性最大的原材料钴就如我年初文章中所提及的那样价格一路上扬。但是 三元锂 材料究竟是什么，什么是NCM、NCA，什么又是111、532、622和811，其未来又会如何发展，就请听我慢慢道来。温州三和顺汽车电子，DC-DC电源专家，立足车载隔离电源，升压稳压电源，车载降压转换器三大系列，上百种产品规格，欢迎新老客户来电来涵洽谈！何顺庆 电话：0577-65011098 手机微信：15868036213 QQ1274774801 https://sanheshuen.taobao.com/ 根据定义所谓三元材料是指由三种化学成分(元素)，组分(单质及化合物)或部分(零件)组成的材料整体。在锂电池的 正极材料 中其一般均指的是化学组成为LiNixXyCozO2的材料。其中X为Mn时就是NCM，而X为Al时指的就是NCA。而所谓111、523、622和811则均指的是NCM材料中x、y、z三个数字的比例，比如622中的x：y：z就等于6：2：2，其化学组成就是LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2。其实从材料的微观结构来看，NCA和NCM非常类似，所以其与NCM类似也有很多不同元素比例的亚种，但是由于其中真正走向产业化规模制造的目前只有松下为首在使用的LiNi0.8 Al0.05Co0.15O2，因而最后NCA就演变成了对它的特指。 由此可见所谓三元材料其实指的是一大类材料，那么问题也就来了，究竟其中的哪一种才是未来的发展方向呢?从目前流行的几篇卖方报告来看，大家对于NCM的发展预期是比较一致的，最早是111，随后是532，而接下来是不少电芯龙头企业要上的622，未来则会变成811。这样的发展趋势是因为在NCM材料中Ni和Co是主要的活性材料，而Mn只是为了在充放电过程中维持材料的稳定性而添加的，其中锂离子的迁移活性很弱，而Ni相比Co电压更高，且容量更大，因此为了不断提升材料的比容量，其发展趋势必然是向着Ni越来越多，Mn越来越少的方向进步，因此自然而然是由111到523再到622最后到811(如表一)。 表一、各类NCM材料的比容量 来源：《高能量密度锂离子电池 正极材料 的发展趋势...

从全球 新能源汽车 的发展来看，其动力电源主要包括锂离子电池、镍氢电池、燃料电池、铅酸电池、超级电容器，其中超级电容器大多以辅助动力源的形式出现。主要原因是这些电池技术还不完全成熟或缺点明显，与传统汽车相比不管是从成本上、动力还是续航里程上都有不少差距，这也是制约 新能源汽车 的发展的重要原因。快随小编来了解一下关于动力电池的知识吧。 全固态锂离子电池 采用固态电解质替代传统有机液态电解液,有望从根本主解决电池安全性问题,是电动汽车和规模化储能理想的化学电源。 其关键主要包括制备高室温电导率和电化学稳定性的固态电解质以及适用于 全固态锂离子电池 的高能量电极材料、改善电极/固态电解质界面相容性。 全固态锂离子电池 的结构包括正极、电解质、负极,全部由固态材料组成,与传统电解液锂离子电池相比具有的优势有: 完全消除了电解液腐蚀和泄露的安全隐患,热稳定性更高; 不必封装液体,支持串行叠加排列和双极结构,提高生产效率; 由于固体电解质的固态特性,可以叠加多个电极; 电化学稳定窗口宽(可达5V以上),可以匹配高电压电极材料: 固体电解质一般是单离子导体,几乎不存在副反应,使用寿命更长。 固态电解质 聚合物固态电解质 聚合物固态电解质(SPE),由聚合物基体(如聚酯、聚酶和聚胺等)和锂盐(如LiClO4、LiAsF4、LiPF6、LiBF4等)构成,因其质量较轻、黏弹性好、机械加工性能优良等特点而受到了广泛的关注。发展至今,常见的SPE包括聚环氧乙烷(PEO)、聚丙烯腈(PAN)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚环氧丙烷(PPO)、聚偏氯乙烯(PVDC)以及单离子聚合物电解质等其它体系。 目前,主流的SPE基体仍为最早被提出的PEO及其衍生物,主要得益于PEO对金属锂稳定并且可以更好地解离锂盐。然而,由于固态聚合物电解质中离子传输主要发生在无定形区,而室温条件下未经改性的PEO的结晶度高,导致离子电导率较低,严重影响大电流充放电能力。 研究者通过降低结晶度的方法提高PEO链段的运动能力,从而提高体系的电导率,其中最为简单有效的方法是对聚合物基体进行无机粒子杂化处理。目前研究较多的无机填料包括MgO、Al2O3、SiO2等金属氧化物纳米颗粒以及沸石、蒙脱土等,这些无机粒子的加入扰乱了基体中聚合物链段的...

升压拓扑结构在功率电子领域非常重要，但是电感值的选择并不总是像通常假设的那样简单。在dc-dc升压 转换器 中，所选电感值会影响输入电流纹波、输出电容大小和瞬态响应。选择正确的电感值有助于优化 转换器 尺寸与成本，并确保在所需的导通模式下工作。本文讲述的是在一定范围的输入电压下，计算电感值以维持所需纹波电流和所选导通模式的方法，并介绍了一种用于计算输入电压上限和下限模式边界的数学方法，还探讨了如何使用安森美半导体的WebDesigner™在线设计工具来加速这些设计步骤。 　 　Conduction Mode 　　导通模式 　　升压 转换器 的导通模式由相对于直流输入电流(IIN)的电感纹波电流峰峰值(ΔIL)的大小决定。这个比率可定义为电感纹波系数(KRF)。电感越高，纹波电流和KRF就越低。 (1) ， 其中 (2) 　　在连续导通模式(CCM)中，正常开关周期内，瞬时电感电流不会达到零(图1)。因此，当ΔIL小于IIN的2倍或KRF <2时，CCM维持不变。MOSFET或二极管必须以CCM导通。这种模式通常适用于中等功率和高功率 转换器 ，以最大限度地降低元件中电流的峰值和均方根值。当KRF > 2且每个开关周期内都允许电感电流衰减到零时，会出现非连续导通模式(DCM)(图2)。直到下一个开关周期开始前，电感电流保持为零，二极管和MOSFET都不导通。这一非导通时间即称为tidle。DCM可提供更低的电感值，并避免输出二极管反向恢复损耗。 　　图1 – CCM 运行 　　图2 – DCM 运行 　　当KRF = 2时， 转换器 被认为处于临界导通模式(CrCM)或边界导通模式(BCM)。在这种模式下，电感电流在周期结束时达到零，正如MOSFET会在下一周期开始时导通。对于需要一定范围输入电压(VIN)的应用，固定频率 转换器 通常在设计上能够在最大负载的情况下在指定VIN范围内，以所需要的单一导通模式(CCM或DCM)工作。随着负载减少，CCM 转换器 最终将进入DCM工作。在给定VIN下，使导通模式发生变化的负载就是临界负载(ICRIT)。在给定VIN下，引发CrCM / BCM的电感值被称为临界电感(LCRIT)，通常发生于最大负载的情况下。 　　纹波电流与VIN 　　众所周知...