關(guān)于三元鋰電池與固態(tài)鋰電池介紹
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-03-02 11:00
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三元鋰電池
三元鋰電池全稱(chēng)是“三元材料電池”，一般是指采用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2，NCM)或鎳鈷鋁酸鋰(NCA)三元正極材料的鋰電池，把鎳鹽、鈷鹽、錳鹽作 為三種不同的成分比例進(jìn)行不同的調(diào)整，所以稱(chēng)之為“三元”。
優(yōu)點(diǎn)：三元鋰電池的低溫性能優(yōu)異，在-30℃條件下可保持正常電池容量，更適應(yīng)北方低溫地區(qū)的使用條件。三元電池的能量密度180Wh/kg，今后還有很大的提升空間。
其標(biāo)稱(chēng)電壓可達(dá)到3.6-3.8V，能量密度比較高，電壓平臺(tái)高，振實(shí)密度高，續(xù)航里程長(zhǎng)，輸出功率較大。
缺點(diǎn)：高溫條件下，三元鋰電池的三元材料會(huì)在200℃時(shí)發(fā)生分解，在高溫作用下極易發(fā)生燃燒或爆炸的現(xiàn)象。
從制造成本上來(lái)看，三元鋰電池所必需的鈷元素在我國(guó)儲(chǔ)量較少，大部分靠海外進(jìn)口，受到市場(chǎng)波動(dòng)影響非常大，所以三元鋰電池的成本居高不下。
三元鋰電池產(chǎn)品已經(jīng)趨于成熟，美國(guó)特斯拉Model系列車(chē)型已經(jīng)實(shí)現(xiàn)突破，其Model 3即將規(guī)?；N(xiāo)量，進(jìn)一步論證三元鋰動(dòng)力電池的可行性。Model 3采用全新21700電池，相比18650電池在外觀(guān)上變長(zhǎng)變粗，能量密度也提高了20%，單體電池容量可達(dá)3~4.8Ah，大幅提升35%。毫無(wú)疑問(wèn)，當(dāng)前三元鋰動(dòng)力電池已然為主流產(chǎn)品。
固態(tài)鋰電池
除了現(xiàn)在市場(chǎng)上主流的三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池之外，越發(fā)被人重視的固態(tài)鋰電池則被稱(chēng)為未來(lái)的電池新星。
傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池被稱(chēng)為“搖椅式電池”，搖椅的兩端為電池的正負(fù)兩極，中間為液態(tài)電解質(zhì)。鋰離子像一個(gè)運(yùn)動(dòng)員，在搖椅兩端來(lái)回奔跑，鋰離子從正極到負(fù)極再到正極的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電池的充放電過(guò)程就完成了。而固態(tài)電池的電解質(zhì)為固態(tài)，具有的密度以及結(jié)構(gòu)可以讓更多帶電離子聚集在一端，傳導(dǎo)更大的電流，進(jìn)而提升電池容量。
從技術(shù)潛力角度來(lái)看，三元鋰動(dòng)力電池能量密度提升相對(duì)困難，全固態(tài)鋰電池能量密度提升，從理論上講更具可行性。一是全固態(tài)鋰電池電壓平臺(tái)提升，固態(tài)電解質(zhì)比有機(jī)電解液普遍具有更寬的電化學(xué)窗口，有利于進(jìn)一步提升電池的能量密度;二是固態(tài)電解質(zhì)能阻隔鋰枝晶生長(zhǎng)，材料應(yīng)用體系范圍大幅提升，為具有更高能量密度空間的新型鋰電技術(shù)奠定基礎(chǔ)。三是全固態(tài)鋰電池當(dāng)前能量密度約400 Wh/Kg，預(yù)估最大潛力值達(dá)900 Wh/Kg，有超過(guò)100%的提升空間。
固態(tài)鋰電池在繼承傳統(tǒng)鋰電池的優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上，安全性、能量密度等方面有了大幅進(jìn)步。目前，目前全固態(tài)鋰電池研發(fā)可提供的能量密度基本可達(dá) 300~400Wh/kg，其有望成為作為下一代高能量密度動(dòng)力和儲(chǔ)能電池技術(shù)的重要發(fā)展方向，為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的共識(shí)。
總而言之，磷酸鐵鋰技術(shù)路線(xiàn)正在被替代，三元鋰電池技術(shù)路線(xiàn)已經(jīng)成為主流，全固態(tài)鋰電池或新鋰離子電池技術(shù)路線(xiàn)將逐步替代三元鋰。
