三元鋰電池是什么?三元鋰電池組壽命多長(zhǎng)

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-07-26 15:10  瀏覽量：次

　　三元鋰電池是什么？三元鋰電池組壽命多長(zhǎng)？電池是制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的核心，電池的容量決定了巡航里程、充電時(shí)間這些用戶(hù)體驗(yàn)最重要的部分。電池作為動(dòng)力來(lái)源，吸引了很多的關(guān)注。目前市面上在售的電動(dòng)車(chē)基本都是使用鋰離子電池，不過(guò)鋰離子電池還有兩種類(lèi)型，分別是三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。我們今天就來(lái)了解一下，電池里的大?！囯姵?。

　　三元鋰電池是什么

　　三元鋰電池又被為“三元聚合物鋰電池”，指的是鎳鈷錳酸鋰或者鎳鈷鋁酸鋰作為正極材料的鋰電池。三元指的是鎳(Ni)鈷(Co)錳(Mn)三種元素。而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(lái)說(shuō)，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(guò)高時(shí)，會(huì)引起Ni2+占據(jù)Li+的位置，加劇了陽(yáng)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(yáng)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。

　　它充分綜合了鈷酸鋰良好的循環(huán)性能、鎳酸鋰的高比容量和錳酸鋰的高安全性及低成本等特點(diǎn)，利用分子水平混合、摻雜、包覆和表面修飾等方法合成鎳鈷錳等多元素協(xié)同的復(fù)合嵌鋰氧化物。是目前被廣泛研究和應(yīng)用的一種鋰離子可充電電池。

　　由于三元鋰電池組體積更小、能力密度更高、耐低溫，目前正廣泛應(yīng)用于新能源汽車(chē)上，比如我們熟知的特斯拉，旗下所有車(chē)型都是采用了三元鋰電池。

　　三元鋰電池組壽命

　　如果在高溫環(huán)境中使用鋰離子電池，比如350C以上的溫度，電池儲(chǔ)存的電量將會(huì)持續(xù)減少，由此導(dǎo)致電池的使用壽命不會(huì)像在常溫環(huán)境工作中的時(shí)間那么長(zhǎng)。在這種高溫環(huán)境下給電池充電，電池將受到很大程度的損傷，由此影響電池的使用壽命。即使在較熱環(huán)境中充電也會(huì)對(duì)電池造成不同程度的損傷，因此應(yīng)該盡量避免在高溫環(huán)境下給電池充電。如果在低溫環(huán)境下給電池充電，比如低于40C的環(huán)境中，同樣也會(huì)給電池造成損壞。

　　如果長(zhǎng)期沒(méi)有給三元鋰電池充電，會(huì)降低其壽命。三元鋰電池需要在電子長(zhǎng)期保持流動(dòng)的狀態(tài)下才會(huì)達(dá)到其理想的使用壽命。三元鋰電池在全球的商業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)并不是很成熟，現(xiàn)在所占有的市場(chǎng)份額并不高。

　　三元鋰電池的理論壽命約為800次循環(huán)，在商業(yè)化的可充電鋰電池中屬于中等。磷酸鐵鋰約為2000次，而鈦酸鋰據(jù)說(shuō)可以達(dá)到1萬(wàn)次循環(huán)。目前主流的電池廠家在其生產(chǎn)的三元電芯規(guī)格書(shū)中承諾大于500次(標(biāo)準(zhǔn)條件下充放電)，但是電芯在配組做成電池包后，由于一致性問(wèn)題，主要是電壓和內(nèi)阻不可能完全一樣，其循環(huán)壽命大約為400次。廠家推薦SOC使用窗口為10%~90%，不建議進(jìn)行深度充放電，不然會(huì)對(duì)電池的正負(fù)極結(jié)構(gòu)造成不可逆的損傷，若是以淺充淺放來(lái)計(jì)算的話，循環(huán)壽命至少有1000次。另外，鋰電池若是經(jīng)常在高倍率和高溫環(huán)境下放電，電池壽命會(huì)大幅下降到不足200次。

　　按照目前三元鋰電池的技術(shù)水平，如果使用得當(dāng)，在電動(dòng)汽車(chē)上起碼可以使用5年以上了。如果使用不當(dāng)，則2-3年鋰電池壽命就衰減完了。所謂使用得當(dāng)與否，主要是看是否能夠遵守淺充淺放的原則，不要過(guò)度使用。

　　用三元材料作為正極材料的動(dòng)力鋰電池組近年來(lái)憑借其容量高、循環(huán)穩(wěn)定性(電池壽命)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。

　　三元鋰電池性能

　　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(chēng)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，電池的標(biāo)稱(chēng)電壓已達(dá)到3.7V，在容量上已經(jīng)達(dá)到或超過(guò)鈷酸鋰電池水平。

　　1、電壓平臺(tái)高。電壓平臺(tái)是電池能量密度的重要指標(biāo)，決定著電池的基本效能和成本，因此對(duì)電池材料的選用，有重要的意義。電壓平臺(tái)越高，比容量越大，肯定同樣體積、重量，甚至同樣安時(shí)的電池，電壓平臺(tái)比較高的三元材料鋰電池續(xù)航里程更遠(yuǎn)。三元材料的電壓平臺(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。

　　2、能量密度高

　　3、振實(shí)密度高

　　目前，三元鋰電池的市場(chǎng)價(jià)格要高于液態(tài)鋰離子電池，相對(duì)于液態(tài)鋰離子電池，其壽命長(zhǎng)，安全性能良好，相較其他電動(dòng)汽車(chē)電池，三元鋰電池還是一個(gè)比較不錯(cuò)的選擇。相信在不久的將來(lái)會(huì)有很大的上升空間。