三元鋰電池的優(yōu)點與缺點有哪些？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-18 16:31
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1、三元鋰電池是鋰電池的一種: 主要是指做電池的正極材料,. 通常鋰電池的正極材料是鈷酸鋰.。
2、而用鎳鈷錳酸鋰做正極材料的鋰電池俗稱三元材料鋰電池，它價格比鈷酸鋰便宜，耐壓略高一點，平均電壓略低(電池界稱電池平臺)，克容量略高一點但壓實比低一點，同型號的電池容量略低于鈷酸鋰電池。
3、三元鋰電池的最大特點就是單位電能比較大，這是與磷酸鐵鋰電池相比的結果。
4、但是三元鋰電池的一個較大缺點是受到撞擊和高溫時起火點較低。所以對三元鋰電池的保護要求很高，以防意外。
三元鋰電池在容量與安全性方面比較均衡，是一款綜合性能優(yōu)異的電池。
一、三元鋰電池的優(yōu)點介紹：
Co3+：減少陽離子混合占位，穩(wěn)定材料的層狀結構，降低阻抗值，提高電導率，提高循環(huán)和效率性能。
Ni2+：可提高材料的容量（提高材料的體積能量密度），而由于Li和Ni相似的半徑，過多的Ni也會因為與Li發(fā)生位錯現象導致鋰鎳混排，鋰層中鎳離子濃度越大，鋰在層狀結構中的脫嵌越難，導致電化學性能變差。
Mn4+：不僅可以降低材料成本，而且還可以提高材料的安全性和穩(wěn)定性。但過高的Mn含量會容易出現尖晶石相而破壞層狀結構，使容量降低，循環(huán)衰減。
能量密度高、循環(huán)性能好是三元鋰電池的最大優(yōu)勢，而電壓平臺是電池能量密度的重要指標，決定著電池的基本效能和成本，電壓平臺越高，比容量越大，所以同樣體積、重量，甚至同樣安時的電池，電壓平臺比較高的三元材料鋰電池續(xù)航時間更長。
單體三元鋰電池放電電壓平臺高達3.7V，磷酸鐵鋰為3.2V，而鈦酸鋰僅為2.3V，因此從能量密度角度來說，三元鋰電池具有絕對優(yōu)勢。
三元鋰電池在冬季低溫0-5度的氣溫下下，大約是夏天的90%左右，有下降，但還不太明顯。更靠北方的地區(qū)，下降的會更多一點。
二、三元鋰電池的缺點介紹：
三元材料動力鋰電池主要有鎳鈷鋁酸鋰電池、鎳鈷錳酸鋰電池等，由于鎳鈷鋁的高溫結構不穩(wěn)定，導致高溫安全性差，且pH 值過高易使單體脹氣，進而引發(fā)危險，目前造價較高。
純電動汽車的短板在于續(xù)航里程，未來提升競爭力的關鍵也就在于降低成本和提高里程。而正極材料決定著電池的容量（續(xù)航里程）、壽命等多方面核心性能，故而正極材料是電池最為重要的環(huán)節(jié)，成本占比高達30%-40%。隔膜技術壁壘和成本都比較高，難點在于微孔結構成型技術與基底材料，目前占比約20%。負極材料主要以石墨為主，電解液主要以六氟磷酸鋰為主，成本占比相對較低，分別為15%和10%左右。
正極材料方面分歧比較大，總體來說三元材料逐漸成為正極材料的發(fā)展趨勢。
※《一張圖看懂鋰電池正極材料》2016-1-18，警衛(wèi)員，發(fā)布于新材料在線，責任編輯chungoo
正極材料種類較多，主要包括磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰以及三元鋰，其中三元鋰分為鎳鈷錳NCM以及鎳鈷鋁NCA,，由于三元材料使用了鈷等貴金屬，故而成本相對較高。
磷酸鐵鋰是鋰電池初期主導路線，主要由于其原材料價格低、壽命長、安全性能高，但其缺點恰恰在于能量密度最低，位于100-120Wh/kg區(qū)間，上限160Wh/kg，嚴重制約了續(xù)航里程。2017年工信部發(fā)布《汽車產業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》指出在2020年動力電池單體比能量需達到300Wh/kg，力爭350Wh/kg，系統(tǒng)比能量力爭260Wh/kg、2025年力爭350Wh/kg,而現在技術水平下的磷酸鐵鋰相去甚遠。
