鉅大LARGE | 點擊量：1874次 | 2018年07月23日
三元鋰電池優(yōu)缺點有哪些？
1.三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.。
2.而用鎳鈷錳酸鋰做正極材料的鋰電池俗稱三元材料鋰電池，它價格比鈷酸鋰便宜，耐壓略高一點，平均電壓略低(電池界稱電池平臺)，克容量略高一點但壓實比低一點，同型號的電池容量略低于鈷酸鋰電池。
3.三元鋰電池的最大特點就是單位電能比較大，這是與磷酸鐵鋰電池相比的結(jié)果。
4.但是三元鋰電池的一個較大缺點是受到撞擊和高溫時起火點較低。所以對三元鋰電池的保護要求很高，以防意外。
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。三種金屬元素的主要作用和優(yōu)點如下：
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
Co3+：減少陽離子混合占位，穩(wěn)定材料的層狀結(jié)構(gòu)，降低阻抗值，提高電導率，提高循環(huán)和效率性能。
Ni2+：可提高材料的容量（提高材料的體積能量密度），而由于Li和Ni相似的半徑，過多的Ni也會因為與Li發(fā)生位錯現(xiàn)象導致鋰鎳混排，鋰層中鎳離子濃度越大，鋰在層狀結(jié)構(gòu)中的脫嵌越難，導致電化學性能變差。
Mn4+：不僅可以降低材料成本，而且還可以提高材料的安全性和穩(wěn)定性。但過高的Mn含量會容易出現(xiàn)尖晶石相而破壞層狀結(jié)構(gòu)，使容量降低，循環(huán)衰減。
能量密度高是三元鋰電池的最大優(yōu)勢，而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，電壓平臺越高，比容量越大，所以同樣體積、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(xù)航時間更長。
單體三元鋰電池放電電壓平臺高達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說，三元鋰電池具有絕對優(yōu)勢。
三元鋰電池在冬季低溫0-5度的氣溫下下，大約是夏天的90%左右，有下降，但還不太明顯。更靠北方的地區(qū)，下降的會更多一點。
1.三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.。
2.而用鎳鈷錳酸鋰做正極材料的鋰電池俗稱三元材料鋰電池，它價格比鈷酸鋰便宜，耐壓略高一點，平均電壓略低(電池界稱電池平臺)，克容量略高一點但壓實比低一點，同型號的電池容量略低于鈷酸鋰電池。
3.三元鋰電池的最大特點就是單位電能比較大，這是與磷酸鐵鋰電池相比的結(jié)果。
4.但是三元鋰電池的一個較大缺點是受到撞擊和高溫時起火點較低。所以對三元鋰電池的保護要求很高，以防意外。
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。三種金屬元素的主要作用和優(yōu)點如下：
Co3+：減少陽離子混合占位，穩(wěn)定材料的層狀結(jié)構(gòu)，降低阻抗值，提高電導率，提高循環(huán)和效率性能。
Ni2+：可提高材料的容量（提高材料的體積能量密度），而由于Li和Ni相似的半徑，過多的Ni也會因為與Li發(fā)生位錯現(xiàn)象導致鋰鎳混排，鋰層中鎳離子濃度越大，鋰在層狀結(jié)構(gòu)中的脫嵌越難，導致電化學性能變差。
Mn4+：不僅可以降低材料成本，而且還可以提高材料的安全性和穩(wěn)定性。但過高的Mn含量會容易出現(xiàn)尖晶石相而破壞層狀結(jié)構(gòu)，使容量降低，循環(huán)衰減。
能量密度高是三元鋰電池的最大優(yōu)勢，而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，電壓平臺越高，比容量越大，所以同樣體積、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(xù)航時間更長。
單體三元鋰電池放電電壓平臺高達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說，三元鋰電池具有絕對優(yōu)勢。
三元鋰電池在冬季低溫0-5度的氣溫下下，大約是夏天的90%左右，有下降，但還不太明顯。更靠北方的地區(qū)，下降的會更多一點。
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(xù)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
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(三元鋰電池大功率充放電后溫度急劇升高，高溫后釋放氧氣極容易燃燒)
1、LMO沒有貴金屬，價格相對較低；而NCM受困于鈷價高企，價格高（高鎳材料能降BOM成本，但是工藝成本增加）。2、LMO電壓平臺高，~3.75~3.8V，NCM電壓平臺低，3.6~3.7V3、LMO尖晶石結(jié)構(gòu)，安全性相對好一些；NCM層狀結(jié)構(gòu)，容易鋰鎳混排，安全性差（Ni%越高越差）4、最關(guān)鍵的克容量上，LMO較低，NCM較高。具體參考@火堯的回答5、LMO高溫性能特別差，所以，工業(yè)用法都是LMO摻雜三元。典型的如LMO：NCM=7:3（低成本，電動自行車），5:5or3:7，物流車6、加上LFP后，整體成本：純LMO＜LFP≤LMO混NCM＜NCM7、壽命一般錳酸鋰的特點，比較適用于：①成本敏感；②能量密度有一定的要求；③安全性要求不高的領(lǐng)域，如電動自行車，低速車等
錳酸鋰有三種：1層狀錳酸鋰LiMnO2，理論容量285mA·h/g，電壓平臺4V。層狀結(jié)構(gòu)難合成，不穩(wěn)定，極易生成Li2Mn2O4尖晶石結(jié)構(gòu)而導致電壓平臺下降，穩(wěn)定性差，容量不可逆衰減等。2高壓尖晶石錳酸鋰LiMn2O4，理論容量148mA·h/g，電壓平臺4.15。高溫性能差，55℃以上容量衰減嚴重。也易生成Li2Mn2O4尖晶石結(jié)構(gòu)而導致電壓平臺下降，穩(wěn)定性差，容量不可逆衰減等。工業(yè)上錳酸鋰目前用的是這種。3尖晶石錳酸鋰Li2Mn2O4，電壓低（3V），容量低，循環(huán)差，都在研究如何避免這種東西產(chǎn)生。三元：為了解決層狀錳酸鋰的缺陷，通過摻雜金屬元素的方法，發(fā)明了Ni、Co（Al）取代錳的三元材料LiNiCoMnO2(LiNiCoAlO2)，兼顧了鎳酸鋰的高容量高電壓、錳酸鋰的高壓高安全性，鈷酸鋰的良好循環(huán)性，同時克服了錳酸鋰鎳酸鋰合成困難且不穩(wěn)定、鈷酸鋰成本高的缺點，成為了目前的主流正極材料。理論容量280mA·h/g，電壓2.7~4.2，現(xiàn)在實際做出來的容量在160mA·h/g左右。未來幾年，目前的三元在三年后基本會被淘汰，高鎳和NCA占主角。10年后估計整個三元會被淘汰，會有新型的電池體系來替代三元。
錳酸鋰性能指標優(yōu)異，與政策結(jié)合度高在公布的前三批新能源推廣車型目錄中，純電動客車配套的錳酸鋰電池能量密度均超過了115wh/kg,一改此前市場錳酸鋰能量密度低的觀點，而起點研究（SPIR）通過對盟固利、星恒、億鵬等幾家錳酸鋰電池企業(yè)的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)錳酸鋰電池的SOC循環(huán)能達到2000C，與三元體系相差無幾。而在政策對能量密度和快充性能的雙重要求下，錳酸鋰電池具備的功率性能、放電倍率性能、低溫性能好、電壓頻率高的特點亦能夠充分滿足市場需求。
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