鉅大LARGE | 點擊量：1247次 | 2022年02月25日
有關(guān)三元鋰離子電池和固態(tài)鋰離子電池解析
三元鋰離子電池全稱是三元材料電池，一般是指采用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2，NCM)或鎳鈷鋁酸鋰(NCA)三元正極材料的鋰離子電池，把鎳鹽、鈷鹽、錳鹽作為三種不同的成分比例進行不同的調(diào)整，所以稱之為三元。
優(yōu)勢：三元鋰離子電池的低溫性能優(yōu)異，在-30℃條件下可保持正常電池容量，更適應北方低溫地區(qū)的使用條件。三元電池的能量密度180Wh/kg，今后還有很大的提升空間。
其標稱電壓可達到3.6-3.8V，能量密度比較高，電壓平臺高，振實密度高，續(xù)航里程長，輸出功率較大。
缺點：高溫條件下，三元鋰離子電池的三元材料會在200℃時發(fā)生分析，在高溫用途下極易發(fā)生燃燒或爆炸的現(xiàn)象。
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%
從制造成本上來看，三元鋰離子電池所必需的鈷元素在我國儲量較少，大部分靠海外進口，受到市場波動影響非常大，所以三元鋰離子電池的成本居高不下。
三元鋰離子電池產(chǎn)品已經(jīng)趨于成熟，美國特斯拉Model系列車型已經(jīng)實現(xiàn)沖破，其Model3即將規(guī)?；N量，進一步論證三元鋰動力鋰離子電池的可行性。Model3采用全新21700電池，相比18650電池在外觀上變長變粗，能量密度也提高了20%，單體電池容量可達3~4.8Ah，大幅提升35%。毫無疑問，當前三元鋰動力鋰離子電池已然為主流產(chǎn)品。
固態(tài)鋰離子電池
除了今朝市場上主流的三元鋰離子電池與磷酸鐵鋰離子電池之外，越發(fā)被人重視的固態(tài)鋰離子電池則被稱為將來的電池新星。
傳統(tǒng)的液態(tài)鋰離子電池被稱為搖椅式電池，搖椅的兩端為電池的正負兩極，中間為液態(tài)電解質(zhì)。鋰離子像一個運動員，在搖椅兩端來回奔跑，鋰離子從正極到負極再到正極的運動過程中，電池的充放電過程就完成了。而固態(tài)電池的電解質(zhì)為固態(tài)，具有的密度以及結(jié)構(gòu)可以讓更多帶電離子集中在一端，傳導更大的電流，進而提升電池容量。
從技術(shù)潛力角度來看，三元鋰動力鋰離子電池能量密度提升相對困難，全固態(tài)鋰離子電池能量密度提升，從理論上講更具可行性。一是全固態(tài)鋰離子電池電壓平臺提升，固態(tài)電解質(zhì)比有機電解液普遍具有更寬的電化學窗口，有利于進一步提升電池的能量密度;二是固態(tài)電解質(zhì)能阻隔鋰枝晶生長，材料使用體系范圍大幅提升，為具有更高能量密度空間的新型鋰電技術(shù)奠定基礎(chǔ)。三是全固態(tài)鋰離子電池當前能量密度約400Wh/Kg，預估最大潛力值達900Wh/Kg，有超過100%的提升空間。
固態(tài)鋰離子電池在繼承傳統(tǒng)鋰離子電池的優(yōu)勢基礎(chǔ)上，安全性、能量密度等方面有了大幅進步。目前，目前全固態(tài)鋰離子電池研發(fā)可供應的能量密度基本可達300~400Wh/kg，其有望成為作為下一代高能量密度動力和儲能電池技術(shù)的緊要發(fā)展方向，為學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的共識。
總而言之，磷酸鐵鋰技術(shù)路線正在被替代，三元鋰離子電池技術(shù)路線已經(jīng)成為主流，全固態(tài)鋰離子電池或新鋰離子電池技術(shù)路線將逐步替代三元鋰。
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