三元材料鋰電池有哪些優缺點

來源：存能電氣  日期：2019-03-27 09:13  瀏覽量：次

　　三元材料鋰電池有哪些優缺點？三元材料鋰電池在容量與安全性方面比較均衡，是一款綜合性能優異的電池。能量密度高是三元鋰電池的優勢，能量決定著電池的基本效能和成本，電壓平臺越高，比容量越大。本文存能電氣小編就和大家講解鋰電池的優缺點。

　　三元材料鋰電池有哪些優缺點?

　　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。三元鋰電池材料的優點就在于能量密度高，成本相對較低，循環性能優異，是目前量產的正極材料中潛力最大最有發展前景的一種。

　　三元材料鋰電池優點

　　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，三元鋰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。

　　三元材料鋰電池各方面不斷改性，循環次數不斷增加，目前適當增加成本，已經可以達到1500次以上，而且三元材料的鋰電池安全性能也在不斷改善，越來越向磷酸鐵鋰靠近。近兩年新出現的鎳鈷鋁新三元材料，雖然在電池制造過程中對環境要求較高，但是其穩定性與安全性進一步提高，為多家電池廠所認可、試產。

　　1、電壓平臺高。電壓平臺是三元鋰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。三元鋰電池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

　　三元鋰電池缺點：

　　1、安全性差

　　2、耐高溫性差

　　3、壽命差

　　4、大功率放電差

　　5、元素有毒

　　三元材料鋰電池存在的問題

　　與電解液的匹配，在電解質和正極材料的界面處的反應和電荷傳輸會影響鋰離子電池的性能，活性材料的腐蝕和電解液的分解將嚴重影響電荷在電極/電解液界面的傳輸。

　　表面反應不均勻，來自韓國科學技術研究院的研究發現，NCA在充電過程中結構會發生變化，粒子表面的Li更容易脫出，造成表面的晶體和粒子結構變得不均勻，這種變化會使材料發生快速的容量衰減和阻抗上升。

　　三元材料的研發方向，來自武漢大學的艾新平教授對下一代動力電池做出了預測，提到以NCM、NCA為正極，石墨類碳為負極的電池體系達到150～170Wh／kg的近期目標無難度，但安全性是制約三元鋰電池其裝車應用的主要障礙。

　　未來的發展中，四個方向值得發掘：更高容量三元鋰電池材料；更高功率的三元材料；合成方法的改進；與三元材料匹配的電解液添加劑的研究。

　　目前基于安全性，商用車仍然較多使用磷酸鐵鋰，而乘用車逐步切換到三元鋰鋰電池路線。目前能量密度是最大的瓶頸，而三元鋰路線的熱穩定性短板則可以通過配套使用效率較高的熱管理系統加以彌補。故而使得三元鋰電池路線有望逐步成為后期技術主流路線。