鎳鈷錳酸鋰（三元）電池

　　

在實(shí)際可用的理論比能量上有極大的提高，相對(duì)于與鈷酸鋰電池而言，可以更好的發(fā)揮高容量作用，但從材料上看，三元電池采用鎳鈷錳酸鋰和有機(jī)電解液，暫未從根本上解決安全性問(wèn)題，如果電池發(fā)生短路講產(chǎn)生過(guò)大電流，從而引發(fā)安全隱患。

　　

磷酸鐵鋰電池

　　

理論容量是170mAh/g，做成材料的實(shí)際可達(dá)容量為160mAh/g。在安全性上，磷酸鐵鋰熱穩(wěn)定高，電解液氧化能力低，因而安全性高；但缺陷是電導(dǎo)率低，體積過(guò)大，電解液用量多，由于容量大，電池的一致性較差。

　　

鈷酸鋰電池

　　

在制備上的最大特點(diǎn)是，在充滿電后，仍有大量的鋰離子留在正極，也就是說(shuō)，在負(fù)極上容納不了更多的附在正極上的鋰離子，但在過(guò)充狀態(tài)下，正極上多余的鋰離子仍會(huì)向負(fù)極游動(dòng)，因不能完全容納變回在負(fù)極上形成金屬鋰，由于金屬鋰是樹(shù)枝狀的晶體，因而被稱為枝晶，枝晶一旦形成，就會(huì)給刺穿隔膜提供機(jī)會(huì)，隔膜刺穿將形成內(nèi)部短路。由于電解液的主要成分是碳酸酯，閃點(diǎn)和沸點(diǎn)較低，在溫度較高的情況下就會(huì)燃燒甚至爆炸。控制鋰枝晶的形成在小容量鋰電池上比較容易，因此鈷酸鋰電池目前僅限于便攜式電子設(shè)備等小容量電池，不能用于動(dòng)力電池。

　　

錳酸鋰電池

　　

錳酸鋰電池的材料具有一定的有點(diǎn)，它可以保證在滿電狀態(tài)下，正極的鋰離子可以完全嵌入到負(fù)極炭孔中，而不是像鈷酸鋰那樣在正極有一定殘留，這就從根本上避免了枝晶的產(chǎn)生，理論上是這樣，實(shí)際上，錳酸鋰電池如果遭遇強(qiáng)大外力作用或者在制備過(guò)程中偷工減料都可能造成電池在充放電循環(huán)過(guò)程中瞬間形成鋰離子快速移動(dòng)。在負(fù)極來(lái)不及完全接收鋰離子的情況下形成枝晶。避免這一后果要從電池出廠時(shí)的測(cè)試來(lái)保證。總之，檢測(cè)合格的錳酸鋰電池一般不會(huì)發(fā)生安全事故，錳酸鋰穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)使其氧化性能遠(yuǎn)低于鈷酸鋰，即使外部短路，也基本能避免析出金屬鋰引發(fā)的燃燒和爆炸。作為生產(chǎn)電子材料與電池的企業(yè)，三星SDI去年的銷售額達(dá)到65億美元，在全世界有30多個(gè)實(shí)驗(yàn)廠，擁有專利24000多件。

 

我們預(yù)計(jì)全球電池市場(chǎng)2020年將達(dá)34億美元，其中占比最大的市場(chǎng)將是公共設(shè)施利用市場(chǎng)，占到41%。最值得關(guān)注的是，年平均增長(zhǎng)率也會(huì)達(dá)到41%。

 

我們公司電池的陰極材料，主要使用三元材料，這是為改善正極能量密度的新一代材料。這是因?yàn)?，與磷酸鐵鋰相比，三元鋰的能量密度要高出10-15%，體積小15%以上，重量輕20％以上，所以三元鋰材料將成為主流材料。

2015年，從電池行業(yè)整體來(lái)說(shuō)，磷酸鐵鋰材料占到7%，三元鋰占到93%。在大中型電池中，磷酸鐵鋰材料占到19%，三元鋰占到81%。中國(guó)的企業(yè)也把三元材料作為積極發(fā)展方向。因此，三元鋰是一個(gè)必經(jīng)的過(guò)程，而不是選擇的問(wèn)題。

 

有些人對(duì)三元鋰電池有誤解，認(rèn)為它不安全。首先我們分析了2012年以來(lái)新聞報(bào)道中出現(xiàn)的9起電池起火事件，其中使用磷酸鐵鋰電池的事件有5件。考慮到磷酸鐵鋰電池在大中型電池中占比不到20%，這說(shuō)明它的失火率是比較高的。其次，正極材料是發(fā)熱擴(kuò)散的相關(guān)要素，但在電池的安全性貢獻(xiàn)度中不到16%，安全性更多的是受到其他因素的影響。我們分析一下電池失火的順序，電池短路、過(guò)電流、溫度上升、著火擴(kuò)散，而火擴(kuò)散的速度受到電芯、電池模組和電池包的影響。