簡(jiǎn)介

三元鋰電池指其正極材料含有鎳鈷錳或鎳鈷鋁的鋰電池。鋰電池主要有三種類型：三元鋰電池,、磷酸鐵鋰電池,、鋰離子電池等。如今,，國(guó)內(nèi)外三元鋰電池廠家基本上都能達(dá)到放電溫度-20攝氏度，放電容量超過50%,，循環(huán)壽命400次,，完全能滿足用戶需求。但在航空航天,、軍事裝備等特殊產(chǎn)品中,，鋰電池必須能夠達(dá)到較低的放電溫度，以滿足苛刻的使用條件,。三元鋰電池是使用三種過渡金屬氧化物(鎳,、鈷和錳)作為正極材料的鋰電池。該材料綜合了鈷酸鋰,、鋰鎳和錳酸鋰三種材料的優(yōu)點(diǎn),，所以它們的性能優(yōu)于任何一種單組分正極材料的鋰電池。

三元鋰電池分類

三元聚合物鋰電池

三元聚合物鋰電池由錳酸鎳鈷鋰和凝膠聚合物電解質(zhì)組成,。電解液是鋰離子運(yùn)動(dòng)的傳遞介質(zhì),，通常含有溶劑和鋰鹽。鋰二次電池的電解質(zhì)主要由液態(tài)電解質(zhì),、離子液體電解質(zhì),、固體聚合物電解質(zhì)和凝膠聚合物電解質(zhì)組成。

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動(dòng)力電池是以高功率密度和每單位時(shí)間釋放更多的能量來支持大電流高速放電,。容量是當(dāng)電池充放電速率增大時(shí)電池的容量,。充放電倍率用C表示，1C表示電池額定容量可用1小時(shí),，那么2C則可用30分鐘,。目前，已有一些廠家達(dá)到了較高的放電率，但電池的穩(wěn)定性還有待提高,，尤其是經(jīng)過一段時(shí)間的使用后,，其循環(huán)壽命和放電倍數(shù)都會(huì)大大降低。

三元低溫鋰電池

電池組溫度特性是其可靠性的標(biāo)志,，可以通過改變環(huán)境溫度來評(píng)價(jià)電池的性能,。根據(jù)鋰電池低溫放電特性和循環(huán)壽命，研究其低溫性能,。主要是保持材料在低溫條件下的流動(dòng)性,，使鋰離子在正負(fù)極之間自由穿梭，實(shí)現(xiàn)電池的正常充放電,。

三元鋰電池的應(yīng)用領(lǐng)域

三元鋰電池的使用壽命長(zhǎng),，其安全性比其它類型的鋰電池高，所以一般不會(huì)爆炸,。三元鋰電池能量密度高,、安全性和穩(wěn)定性好、具有不錯(cuò)的電化學(xué)性能(如支持高速率放電)和較低的成本等優(yōu)勢(shì),，已廣泛應(yīng)用于中小型鋰電池領(lǐng)域,，如消費(fèi)電子產(chǎn)品、工業(yè)設(shè)備,、醫(yī)療器械,、智能機(jī)器人、AGV物流車,、無(wú)人機(jī)和新能源車等動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域,，有著強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

三元鋰電池輸出電壓穩(wěn)定、輸出電壓高,、性能穩(wěn)定,、容量大、壽命長(zhǎng),、工作溫度范圍寬,、安全環(huán)保無(wú)污染，所以三元鋰電池在未來的發(fā)展中還有很大的提升空間,，但仍需不斷創(chuàng)新升級(jí),，以達(dá)到改善自身缺陷的目的。

三元鋰電池的壽命

三元鋰電池的壽命是在使用到一定程度后,，通過容量衰減率計(jì)算出來,，直至容量為零壽命終止。行業(yè)中的算法是三元鋰電池在充滿電后放電一次,，即循環(huán)壽命,。鋰電池組在使用過程中發(fā)生不可逆化學(xué)反應(yīng),，會(huì)導(dǎo)致電池容量下降。例如使用不當(dāng)或**或極低溫時(shí)使用,、電解溶液分解,、活性物質(zhì)失活、正負(fù)極結(jié)構(gòu)崩塌等,，都會(huì)導(dǎo)致容量降低,。實(shí)驗(yàn)表明，較大的放電倍率會(huì)引起較大的功率衰減,，在較低的放電電流下,，電池電壓將接近平衡電壓，釋放更多能量,。

三元鋰電池理論壽命為1200次,，即完全循環(huán)壽命，按使用頻率來說,，三天充放電一次,，一年充放電120次，三元鋰電池壽命可達(dá)十年,，即使在使用過程中有損耗,，也可以達(dá)到八年以上，這是理論壽命,。

在理論壽命上，三元鋰電池在鋰電池大家族中屬于中等壽命,。磷酸鐵鋰電池大約是2000次,，而鈦酸鋰被認(rèn)為可以10000次循環(huán)。當(dāng)前主流電池廠商在其生產(chǎn)的三元電池規(guī)格說明書中承諾超過500次(標(biāo)準(zhǔn)條件下充放電),，但在配組做成電池組后,，由于電芯的電壓和內(nèi)阻不可能完全相同，其循環(huán)壽命約為400次,。不建議進(jìn)行深度充放電,，否則會(huì)對(duì)電池的正負(fù)極結(jié)構(gòu)造成不可逆的破壞，若以淺充淺放來計(jì)算,，循環(huán)壽命至少為1000次,。此外，鋰電池如果經(jīng)常在高倍率和高溫環(huán)境下放電,，其電池壽命將大幅下降,。

三元鋰電池的特點(diǎn)

1.三元鋰電池具有**的能量密度，超長(zhǎng)的循環(huán)壽命,，良好的溫度特性,，穩(wěn)定的安全性能等優(yōu)點(diǎn),，隨著鋰電池技術(shù)的進(jìn)一步突破，性價(jià)比越來越高,，在儲(chǔ)能,、動(dòng)力等領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，是綠色城市解決方案的理想選擇,。

2.三元鋰電池體積小,、重量輕、優(yōu)化的智能管理系統(tǒng),，可實(shí)時(shí)監(jiān)控和保護(hù)鋰電池的充,、放電電流及單體電壓。

3.綠色環(huán)保,，不論生產(chǎn),、使用和報(bào)廢，都不含有,、也不產(chǎn)生任何有毒有害重金屬元素和物質(zhì),。

三元鋰電池的特點(diǎn)

三元鋰離子電池，簡(jiǎn)稱三元鋰電池,，由三元聚合物組成,，即鎳鈷錳酸鋰或鎳鈷鋁酸鋰，三元鋰是含有鎳(Ni),、鈷(Co),、錳(Mn)或鋁(Al)三種金屬元素的聚合物，作為三元鋰離子電池的正極,，負(fù)極材料一般為石墨,。

Co3+：減少陽(yáng)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(dǎo)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(huì)因?yàn)楹蚅i發(fā)生位錯(cuò)現(xiàn)象導(dǎo)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(dǎo)致電化學(xué)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(huì)容易出現(xiàn)尖晶石相而破壞層狀結(jié)構(gòu),，會(huì)使容量降低,，循環(huán)衰減,。

能量密度高、循環(huán)性能好是三元鋰電池的優(yōu)勢(shì),，而電壓是電池能量密度的重要指標(biāo),，決定著電池的基本性能和成本，電壓越高,，容量越大,。所以同樣體積、重量,，甚至同樣安時(shí)的電池,，電壓比較高的三元材料鋰電池續(xù)航時(shí)間更長(zhǎng)。

單體三元鋰電池放電電壓平臺(tái)高達(dá)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(duì)優(yōu)勢(shì),。