三元材料鋰電池有什么優(yōu)缺點(diǎn)

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-03-18 13:34  瀏覽量：次

　　三元材料鋰電池有什么優(yōu)缺點(diǎn)？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。三元材料鋰電池的最大特點(diǎn)就是單位電能比較大，這是與磷酸鐵鋰電池相比的結(jié)果。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。

　　三元材料鋰電池有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

　　三元材料因其價(jià)格低廉，性能穩(wěn)定，被稱(chēng)為是鋰電池的首選材料，而以三元材料為正極的鋰電池更是具有多種優(yōu)點(diǎn)。

　　1、正極為三元鋰電池材料，負(fù)極為人造石墨與其他先進(jìn)負(fù)極材料的混合體。

　　2、疊片式軟包裝工藝，該結(jié)構(gòu)電流集流均勻、散熱性好、提升了電池倍率性能。

　　3、采用專(zhuān)利技術(shù)處理的隔膜，提高了三元鋰電池本體安全性，單體電池及模塊經(jīng)過(guò)跌落、擠壓、針刺、熱箱、過(guò)充過(guò)放等安全性評(píng)價(jià)試驗(yàn)，滿(mǎn)足中國(guó)有關(guān)電池的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)要求。

　　4、特殊的隔膜材料提高了隔膜的保液能力及孔隙率，減小電池內(nèi)阻。以1倍率電流充放電，放電深度為DOD80%的情況下進(jìn)行測(cè)試，3000次循環(huán)后，容量仍能保持在85%以上。

　　5、25Ah動(dòng)力電池的重量比能量為160Wh/kg，比磷酸鐵鋰電池高30%以上，可以減輕整車(chē)重量，提高續(xù)駛里程。

　　6、在大電流充放電時(shí)，極化小，溫升低。電池可持續(xù)3C充電，5C放電(瞬間10C)的高輸入輸出能力。

　　7、合理的電解液配比與配方，三元鋰電池的放電溫度范圍為-20～45℃，充電溫度范圍為0～45℃。

　　8、電池一致性好。采用多項(xiàng)專(zhuān)利制造工藝，粉體的前處理技術(shù)，保證了粉體混合和漿料混合的均勻性;特殊的化成工藝，保證了三元鋰電池成膜的穩(wěn)定性。

　　能量密度高是三元材料鋰電池的最大優(yōu)勢(shì)，而電壓平臺(tái)是電池能量密度的重要指標(biāo)，決定著電池的基本效能和成本，電壓平臺(tái)越高，比容量越大，所以同樣體積、重量，甚至同樣安時(shí)的電池，電壓平臺(tái)比較高的三元材料鋰電池續(xù)航時(shí)間更長(zhǎng)。

　　單體三元鋰電池放電電壓平臺(tái)高達(dá)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(lái)說(shuō)，三元鋰電池具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

　　三元鋰電池的一個(gè)較大缺點(diǎn)是受到撞擊和高溫時(shí)起火點(diǎn)較低。所以對(duì)三元鋰電池的保護(hù)要求很高，以防意外。

　　三元鋰電池熱穩(wěn)定性較差，在250-300℃高溫就會(huì)產(chǎn)生分解，并且三元鋰材料的化學(xué)反應(yīng)尤其強(qiáng)烈，一旦釋放氧分子，在高溫作用下電解液迅速燃燒，隨即發(fā)生爆燃現(xiàn)象。所以我們能夠看到，在極端的碰撞事故中，特斯拉等電動(dòng)汽車(chē)依然還是有起火隱患。

　　三元材料鋰電池市場(chǎng)分析：

　　截至2020年三元鋰電池應(yīng)用占比將以8%的復(fù)合增速提升。從正極材料體系結(jié)構(gòu)來(lái)看，三元鋰電的實(shí)際能量密度為160~190wh/kg，相比磷酸鐵鋰提升幅度約為23%~46%，能量密度的優(yōu)勢(shì)決定了其是鋰電池的主流發(fā)展方向，2015年國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池出貨量為15.7Gwh，其中三元材料電池出貨量為4.26Gwh，占比近27%。

　　從應(yīng)用方面看，乘用車(chē)的三元鋰電替代較快速，2015年三元電池在乘用車(chē)上的滲透率已經(jīng)達(dá)到了58.5%，在專(zhuān)用車(chē)上達(dá)到了59%。在北汽、寶馬等主流銷(xiāo)量車(chē)型完成了向三元鋰電池的應(yīng)用替換。從2016年最新的公告中103款物流車(chē)，71款采用三元材料路線(xiàn)，三元電池占比同比增漲7%至69%，我們預(yù)計(jì)2016~2020年三元電池的滲透率將以CAGR達(dá)8%的增長(zhǎng)。

　　總體來(lái)說(shuō)，鋰電池三元材料的比較優(yōu)勢(shì)明顯：比容量高，循環(huán)壽命長(zhǎng)，安全性能好，價(jià)格低廉，這來(lái)源于三種元素的協(xié)同效應(yīng)：鈷可以減少陽(yáng)離子混合占位，穩(wěn)定層狀結(jié)構(gòu)；鎳可以提高材料的容量；而錳可以降低成本，提高安全性。越來(lái)越多的鋰電池生產(chǎn)廠(chǎng)家開(kāi)始對(duì)鋰電池三元材料產(chǎn)生興趣。