三元材料鋰電池有哪些優(yōu)缺點(diǎn)

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(yōu)缺點(diǎn)？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(yōu)異的電池。能量密度高是三元鋰電池的優(yōu)勢(shì)，能量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。本文存能電氣小編就和大家講解鋰電池的優(yōu)缺點(diǎn)。

　　三元材料鋰電池有哪些優(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。三元鋰電池材料的優(yōu)點(diǎn)就在于能量密度高，成本相對(duì)較低，循環(huán)性能優(yōu)異，是目前量產(chǎn)的正極材料中潛力最大最有發(fā)展前景的一種。

　　三元材料鋰電池優(yōu)點(diǎn)

　　在容量與安全性方面比較均衡的材料，循環(huán)性能好于正常鈷酸鋰，前期由于技術(shù)原因其標(biāo)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(jìn)和結(jié)構(gòu)完善，三元鋰電池的標(biāo)稱電壓已達(dá)到3.7V，在容量上已經(jīng)達(dá)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(huán)次數(shù)不斷增加，目前適當(dāng)增加成本，已經(jīng)可以達(dá)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(xiàn)的鎳鈷鋁新三元材料，雖然在電池制造過程中對(duì)環(huán)境要求較高，但是其穩(wěn)定性與安全性進(jìn)一步提高，為多家電池廠所認(rèn)可、試產(chǎn)。

　　1、電壓平臺(tái)高。電壓平臺(tái)是三元鋰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，因此對(duì)電池材料的選用，有重要的意義。電壓平臺(tái)越高，比容量越大，肯定同樣體積、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)航里程更遠(yuǎn)。三元鋰電池材料的電壓平臺(tái)明顯比磷酸鐵鋰高，高線可以達(dá)到4.2伏，放電平臺(tái)可以達(dá)到3.6或者3.7伏。

　　2、能量密度高

　　3、振實(shí)密度高

　　三元鋰電池缺點(diǎn)：

　　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(zhì)和正極材料的界面處的反應(yīng)和電荷傳輸會(huì)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(yán)重影響電荷在電極/電解液界面的傳輸。

　　表面反應(yīng)不均勻，來自韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院的研究發(fā)現(xiàn)，NCA在充電過程中結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)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(jié)構(gòu)變得不均勻，這種變化會(huì)使材料發(fā)生快速的容量衰減和阻抗上升。

　　三元材料的研發(fā)方向，來自武漢大學(xué)的艾新平教授對(duì)下一代動(dòng)力電池做出了預(yù)測(cè)，提到以NCM、NCA為正極，石墨類碳為負(fù)極的電池體系達(dá)到150～170Wh／kg的近期目標(biāo)無難度，但安全性是制約三元鋰電池其裝車應(yīng)用的主要障礙。

　　未來的發(fā)展中，四個(gè)方向值得發(fā)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(jìn)；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(wěn)定性短板則可以通過配套使用效率較高的熱管理系統(tǒng)加以彌補(bǔ)。故而使得三元鋰電池路線有望逐步成為后期技術(shù)主流路線。