三元鋰電池得到越來越多的應(yīng)用嗎？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-21 12:25
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磷酸鐵鋰的優(yōu)點主要體現(xiàn)在安全性和循環(huán)壽命上。主要的決定因素來自于磷酸鐵鋰的橄欖石結(jié)構(gòu)。這樣的結(jié)構(gòu)，一方面導(dǎo)致磷酸鐵鋰較低的離子擴散能力，另一方面也使它具備了較好的高溫穩(wěn)定性和良好的循環(huán)性能。
磷酸鐵鋰的缺點也比較明顯，能量密度低，一致性差以及低溫性能不佳。
能量密度低是材料自身的化學(xué)性質(zhì)決定的，一個磷酸鐵鋰大分子只能對應(yīng)容納一個鋰離子。
一致性，尤其是批次穩(wěn)定性差，除了與生產(chǎn)管理水平有關(guān)，還與其自身的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。磷酸鐵鋰是各種鋰電池正極材料中比較難于制備的一種。這種化學(xué)反應(yīng)一致性和均勻性的高難度，同時又帶來了另一個問題，磷酸鐵鋰材料中的鐵單質(zhì)和鐵離子雜質(zhì)始終存在，給電池帶來了失效隱患。
磷酸鐵鋰電池，由于其安全性高，雖然能量密度部分的影響了它的使用范圍，但仍然是當(dāng)前我國電動汽車的主要動力鋰電池品種。尤其涉及到大量人員生命安全的公交車，國家政策強制要求使用磷酸鐵鋰電池。
三元鋰
三元鋰正極材料，綜合了LiCoO2、LiNiO2和LiMnO2三中材料的優(yōu)點，在同一只電芯內(nèi)部形成協(xié)同效應(yīng)，兼顧了材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、活性和較低成本三個要求，是三種主要正極材料中能量密度較高的一種。其低溫效果也明顯的好于磷酸鐵鋰電池。
三種元素中，Ni的含量越高，則電芯的能量密度越高，同時，電芯的安全性越低。在實際應(yīng)用中，三種材料在電芯中的比例關(guān)系，隨著時間的推移一直在發(fā)生變動。人們對能量密度的追求越來越高，因而Ni 的占比也越來越高。
三元材料被提及較多的缺點就是安全性，發(fā)生熱失控的過程中，其副反應(yīng)的產(chǎn)物中包含大量氣體，使得事故的危險性和可蔓延的能力大大提高。其次，三元材料的循環(huán)壽命也是一個瓶頸，目前還達不到磷酸鐵鋰的水平；由于三元材料特殊的微觀結(jié)構(gòu)，使得它不適合高壓力壓實的操作，因而通俗的提高能量密度的加工方式對于它不適用。
三元材料市場份額正在逐漸擴張，主要動力來自于對汽車續(xù)航里程的追求。想要趕上甚至超越燃油車的續(xù)航，電動汽車必須在有限的空間內(nèi)裝上盡量多的電量，這就使得能量密度變得尤其重要。國家出臺的補貼政策，也是出于激勵高能量密度電芯研發(fā)的目的，對能量密度設(shè)置了門檻，進不來的就沒有補貼。從整車廠到pack廠再到電芯廠商，每個環(huán)節(jié)都必須順應(yīng)提高產(chǎn)品能量密度的大趨勢，于是三元鋰電池得到越來越多的應(yīng)用。電池本身安全性能的改進和系統(tǒng)監(jiān)控處理事故能力的提高，也會推進三元鋰電池市場擴張的腳步。
