三元鋰電池是什么?三元鋰電池組壽命多長

來源：存能電氣  日期：2019-07-26 15:10  瀏覽量：次

　　三元鋰電池是什么？三元鋰電池組壽命多長？電池是制約電動汽車發展的核心，電池的容量決定了巡航里程、充電時間這些用戶體驗最重要的部分。電池作為動力來源，吸引了很多的關注。目前市面上在售的電動車基本都是使用鋰離子電池，不過鋰離子電池還有兩種類型，分別是三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。我們今天就來了解一下，電池里的大牛——三元鋰電池。

　　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，錳不參與電化學反應。一般來說，活性金屬成分含量越高，電池容量就越大，但當Ni的含量過高時，會引起Ni2+占據Li+的位置，加劇了陽離子混排，從而導致容量降低。Co也是活性金屬，但能起到抑制陽離子混排的作用，從而穩定材料層狀結構。Mn作為非活性金屬主要起到穩定反應提高安全性的作用。

　　它充分綜合了鈷酸鋰良好的循環性能、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同的復合嵌鋰氧化物。是目前被廣泛研究和應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減少，由此導致電池的使用壽命不會像在常溫環境工作中的時間那么長。在這種高溫環境下給電池充電，電池將受到很大程度的損傷，由此影響電池的使用壽命。即使在較熱環境中充電也會對電池造成不同程度的損傷，因此應該盡量避免在高溫環境下給電池充電。如果在低溫環境下給電池充電，比如低于40C的環境中，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下才會達到其理想的使用壽命。三元鋰電池在全球的商業化生產技術并不是很成熟，現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，在商業化的可充電鋰電池中屬于中等。磷酸鐵鋰約為2000次，而鈦酸鋰據說可以達到1萬次循環。目前主流的電池廠家在其生產的三元電芯規格書中承諾大于500次(標準條件下充放電)，但是電芯在配組做成電池包后，由于一致性問題，主要是電壓和內阻不可能完全一樣，其循環壽命大約為400次。廠家推薦SOC使用窗口為10%~90%，不建議進行深度充放電，不然會對電池的正負極結構造成不可逆的損傷，若是以淺充淺放來計算的話，循環壽命至少有1000次。另外，鋰電池若是經常在高倍率和高溫環境下放電，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水平，如果使用得當，在電動汽車上起碼可以使用5年以上了。如果使用不當，則2-3年鋰電池壽命就衰減完了。所謂使用得當與否，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、循環穩定性(電池壽命)好、成本適中等優點，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。

　　三元鋰電池性能

　　在容量與安全性方面比較均衡的材料，循環性能好于正常鈷酸鋰，前期由于技術原因其標稱電壓只有3.5-3.6V，在使用范圍方面有所限制，但到目前，隨著配方的不斷改進和結構完善，電池的標稱電壓已達到3.7V，在容量上已經達到或超過鈷酸鋰電池水平。

　　1、電壓平臺高。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，因此對電池材料的選用，有重要的意義。電壓平臺越高，比容量越大，肯定同樣體積、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航里程更遠。三元材料的電壓平臺明顯比磷酸鐵鋰高，高線可以達到4.2伏，放電平臺可以達到3.6或者3.7伏。

　　2、能量密度高

　　3、振實密度高

　　目前，三元鋰電池的市場價格要高于液態鋰離子電池，相對于液態鋰離子電池，其壽命長，安全性能良好，相較其他電動汽車電池，三元鋰電池還是一個比較不錯的選擇。相信在不久的將來會有很大的上升空間。