一文搞懂三元锂电池

2021年4月15日
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摘要

三元:电池的正极包含镍、钴、锰(或铝)三种金属元素的聚合物;锂:电解质以六氟磷酸锂为主的锂盐。

大家都在搞纯电动汽车,那么纯电动汽车的核心是什么呢?

三大件:
电池、电机、控制器

电池作为动力来源,吸引了很多的关注,我们今天就来了解一下,电池里的大牛——三元锂电池

一文搞懂三元锂电池
三元锂电池的全称

正极材料使用镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂等三元聚合物的锂离子二次电池。

全称很长很绕口,我们来把它简单化一下,在这之前,我们先来了解一下这种电池的基本构造:

一个具备放电能力的电池=正极+负极+电解液(内含电解质)

电池的这三块构造究竟对电池本身有什么意义呢?

正极:锂电池中的正极材料决定了其能量密度,是锂电池最重要的一个特性;

负极:起氧化作用;

电解液起传导离子的作用。

那么,“三元锂”代表什么意思呢?我们拆解开来看一下。

“三元”和“锂”:

三元:电池的正极包含镍、钴、锰(或铝)三种金属元素的聚合物;

:电解质以六氟磷酸锂为主的锂盐。

那么负极跑哪去了呢?

负极材料的特性在名字中没有体现,主要是因为绝大多数锂离子电池的负极材料都是石墨

大家都是金属,为什么镍钴锰/镍钴铝偏偏是电池的“三元”呢?

:是副族中的活性金属,主要作用是提升电池的体积能量密度,是提升续航里程的主要突破口;

:也是副族中的活性金属,起到提升稳定性和延长电池的寿命的作用,也决定了电池的充放电速度和效率(倍率性能);

锰/铝:提高电池的安全性和稳定性。

在三元锂电池的正极材料中,锰(或铝)这三种金属元素缺一不可,多一个或者少一个都会影响其最终的表现或做不成电池。

虽然镍、钴、锰(或铝)三者缺一不可,但我们根据自己的需求,适当调节锂电池中镍、钴、锰(或铝)的混合比例(摩尔比),来让锂电池表现出不一样的特性。

不同的比例:

提高的比例:电池能量更足;

提高的比例:电池寿命更长、充电更快;

提高锰/铝的比例:电池更稳定、成本更低。

根据正极材料中镍钴锰(或铝)3种元素的混合比例不同,也就有了不同的三元型号,如:111、523、622、811等。

最后我们来概括一下三元锂电池的特点:

  • 能量密度高,续航里程有保障;

  • 寿命、输出功率、成本控制还都不错;

  • 安全性虽然很差,但改起来总比提升能量密度容易,省时省力。

    这也奠定了三元锂电池在电池里的大牛地位。                                       一文搞懂三元锂电池

来源:锂电联盟会长-SMM钴锂新能源

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