三元鋰電池是什么

 

　　三元鋰電池又被為“三元聚合物鋰電池”，指的是鎳鈷錳酸鋰或者鎳鈷鋁酸鋰作為正極材料的鋰電池。三元指的是鎳(Ni)鈷(Co)錳(Mn)三種元素。而這三種元素中鎳和鈷是活性金屬，錳不參與電化學(xué)反應(yīng)。一般來說，活性金屬成分含量越高，電池容量就越大，但當(dāng)Ni的含量過高時，會引起Ni2+占據(jù)Li+的位置，加劇了陽離子混排，從而導(dǎo)致容量降低。Co也是活性金屬，但能起到抑制陽離子混排的作用，從而穩(wěn)定材料層狀結(jié)構(gòu)。Mn作為非活性金屬主要起到穩(wěn)定反應(yīng)提高安全性的作用。

 

　　它充分綜合了鈷酸鋰良好的循環(huán)性能、鎳酸鋰的高比容量和錳酸鋰的高安全性及低成本等特點，利用分子水平混合、摻雜、包覆和表面修飾等方法合成鎳鈷錳等多元素協(xié)同的復(fù)合嵌鋰氧化物。是目前被廣泛研究和應(yīng)用的一種鋰離子可充電電池。

 

　　由于三元鋰電池組體積更小、能力密度更高、耐低溫，目前正廣泛應(yīng)用于新能源汽車上，比如我們熟知的特斯拉，旗下所有車型都是采用了三元鋰電池。

 

　　三元鋰電池組壽命

 

　　如果在高溫環(huán)境中使用鋰離子電池，比如350C以上的溫度，電池儲存的電量將會持續(xù)減少，由此導(dǎo)致電池的使用壽命不會像在常溫環(huán)境工作中的時間那么長。在這種高溫環(huán)境下給電池充電，電池將受到很大程度的損傷，由此影響電池的使用壽命。即使在較熱環(huán)境中充電也會對電池造成不同程度的損傷，因此應(yīng)該盡量避免在高溫環(huán)境下給電池充電。如果在低溫環(huán)境下給電池充電，比如低于40C的環(huán)境中，同樣也會給電池造成損壞。

 

　　如果長期沒有給三元鋰電池充電，會降低其壽命。三元鋰電池需要在電子長期保持流動的狀態(tài)下才會達(dá)到其理想的使用壽命。三元鋰電池在全球的商業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)并不是很成熟，現(xiàn)在所占有的市場份額并不高。

 

　　三元鋰電池的理論壽命約為800次循環(huán)，在商業(yè)化的可充電鋰電池中屬于中等。磷酸鐵鋰約為2000次，而鈦酸鋰據(jù)說可以達(dá)到1萬次循環(huán)。目前主流的電池廠家在其生產(chǎn)的三元電芯規(guī)格書中承諾大于500次(標(biāo)準(zhǔn)條件下充放電)，但是電芯在配組做成電池包后，由于一致性問題，主要是電壓和內(nèi)阻不可能完全一樣，其循環(huán)壽命大約為400次。廠家推薦SOC使用窗口為10%~90%，不建議進(jìn)行深度充放電，不然會對電池的正負(fù)極結(jié)構(gòu)造成不可逆的損傷，若是以淺充淺放來計算的話，循環(huán)壽命至少有1000次。另外，鋰電池若是經(jīng)常在高倍率和高溫環(huán)境下放電，電池壽命會大幅下降到不足200次。

 

　　按照目前三元鋰電池的技術(shù)水平，如果使用得當(dāng)，在電動汽車上起碼可以使用5年以上了。如果使用不當(dāng)，則2-3年鋰電池壽命就衰減完了。所謂使用得當(dāng)與否，主要是看是否能夠遵守淺充淺放的原則，不要過度使用。

 

　　用三元材料作為正極材料的動力鋰電池組近年來憑借其容量高、循環(huán)穩(wěn)定性(電池壽命)好、成本適中等優(yōu)點，逐漸替代了鎳氫電池、鈷酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池，成為目前市場上最主流的電池。