三元鋰電池材料指的是哪三種元素

來源：存能電氣  日期：2019-09-04 13:32  瀏覽量：次

　　三元鋰電池材料指的是哪三種元素？用三元材料作為正極材料的動(dòng)力鋰電池近年來憑借其容量高、循環(huán)穩(wěn)定性好、成本適中等優(yōu)點(diǎn)，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(chǎng)上最主流的電池。

　　三元鋰電池材料指的是哪三種元素？

　　三元鋰電池之所以被成為三元鋰電池，就是因?yàn)槠湔龢O材料采用了包含鎳、鈷、錳(或鋁)三種金屬元素的三元聚合物。

　　三元鋰電池的三元指的是鎳（Ni）鈷（Co）錳（Mn）三種元素。這三種元素中鎳和鈷是活性金屬，錳不參與電化學(xué)反應(yīng)。一般來說，活性金屬成分含量越高，電池容量就越大，但當(dāng)Ni的含量過高時(shí)，會(huì)引起Ni2+占據(jù)Li+的位置，加劇了陽離子混排，從而導(dǎo)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(wěn)定材料層狀結(jié)構(gòu)。Mn作為非活性金屬主要起到穩(wěn)定反應(yīng)提高安全性的作用。鎳鈷錳三元材料通常可以表示為：LiNixCoyMnzO2，其中x+y+z=1。

　　人們發(fā)現(xiàn)三元鋰電池正極材料中鎳鈷錳比例可在一定范圍調(diào)整，并且其性能隨著鎳鈷錳的比例的不同而變化。

　　三元鋰電池材料由于其高能量密度可以更好地實(shí)現(xiàn)續(xù)航里程，在新能源汽車上得到很好應(yīng)用，如美國(guó)特斯拉純電動(dòng)汽車成功使用日本松下制造的鎳鈷鋁酸鋰電池體系。近年來隨著全球新能源汽車的迅猛發(fā)展，三元鋰電池材料的市場(chǎng)份額將逐漸增加。

　　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)。

　　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)，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。

　　三元材料鋰電池的特點(diǎn)是能量密度大，電壓更高，所以同樣重量的電池組電池容量更大，車子跑的距離也就更遠(yuǎn)，速度也能更快。