三元锂电池是什么？为什么会成为动力电池的新星？

前面的文章中我们为大年夜家简单先容了电动汽车的驱动电机的几种不合形式，然则着实制约电动汽车成长的核心并非电机，而是电池。电池的容量抉择了巡航里程、充电光阴这些用户体验最紧张的部分。当然，从汽车这个工业产品角度看，抉择动力电池的维度又要多好几个，比如安然性、能量密度、单体标称电压、应用寿命、利用资源、低温衰减能力等等，在这方面国际与海内都有严格的标准，能够上市贩卖的车型肯定首先要达标。

信托很多关注电动汽车的同伙对付三元锂电池不会陌生，大年夜名鼎鼎的特斯拉采纳的便是这种电池。而海内的电池巨子比亚迪在以前很长一段光阴内不停采纳的是磷酸铁锂电池，在今年下半年则发布也将重点成长三元锂电池。那么，到底什么是三元锂电池？它为什么会忽然成为动力电池的宠儿呢？

三元聚合物锂电池是斧正极材料应用镍钴锰酸锂（Li（NiCoMn）O2）三元正极材料的锂电池，三元复合正极材料先驱体产品，因此镍盐、钴盐、锰盐为质料,里面镍钴锰的比例可以根据实际必要调剂。

安然性是重中之重

三元锂电池的特征是能量密度大年夜，电压更高，以是同样重量的电池组电池容量更大年夜，车子跑的间隔也就更远，速率也能更快。然则其弱点在于稳点性较差，假如内部短路或是正极材料遇水，都邑有明火孕育发生。以是一样平常18650电池都邑有一层钢壳保护，因为特斯拉的电池组是由7000块阁下的18650电池组合而成，以是，虽然特斯拉给电池组进行了全方位的保护，然则在极度的碰撞变乱中，动怒隐患照样有的。

之以是这样，缘故原由是两种材料在到达必然温度时发生分化，三元锂材料会在更低的200度阁下发生分化，而磷酸铁锂材料是在800度阁下。并且三元锂材料的化学反应加倍剧烈，会开释氧分子，在高温感化下电解液迅速燃烧，发生连锁反映。说简单点，便是三元锂材料比磷酸铁锂材料更轻易着火。不过必要留意的是，我们提到的是材料，而不是已经成为成品的电池。

磷酸铁锂电池则要稳定许多，电池板就算是穿刺、短路也不会爆炸燃烧，遭到350℃的高温也不会动怒（三元锂电池在180-250℃就扛不住了）。以是在安然机能上，磷酸铁锂电池略胜一筹。

正由于三元锂材料有这样的安然隐患，以是厂商也在努力往抑制产闹变乱的偏向走。根据三元锂材料轻易热解的特点，厂商在过充保护（OVP）、过放保护（UVP）、过温保护（OTP）、过流保护（OCP）这几个环节上都邑下不少的功夫。特斯拉之以是对付安然性有信心，便是由于它有一整套电池治理系统，能够将活性更高的三元锂电池治理地更好。当然，伴跟着越来越多的电池企业、车企还有专业的电池治理企业在这个领域的赓续研发，更多的企业也能做到优秀的电池治理，将安然性大年夜大年夜提升。

能量密度是核心要素

能量密度（Energy density）是指在必然的空间或质量物质中储存能量的大年夜小。电池的能量密度也便是电池匀称单位体积或质量所开释出的电能。电池能量密度=电池容量×放电平台/电池厚度/电池宽度/电池长度，基础单位为Wh/kg（瓦时/千克）。电池的能量密度越大年夜，单位体积内存储的电量越多。

比亚迪磷酸铁锂电池的单体能量密度为150Wh/kg，比亚迪三元锂电池能量密度则达到了200Wh/kg。可以看出，三元锂材料比磷酸铁锂的上风照样很显着的。深圳别的一家电池企业比克电池的三元材料动力电池单体电芯能量密度近220Wh/kg，在行业内算是对照高的。

在这里，不得不说国家政策对付行业的指示性也是异常明确。2017年3月1日，中央四部委印发了《匆匆进汽车动力电池财产成长行动规划》看护，明确指出了“将前进电池比能量作为往后的重点成长目标之一”。

以下三点为重点：

1.到2020年，锂离子动力电池单体比能量大年夜于300Wh/kg；系统比能量争取达到260Wh/kg；资源小于1元/瓦时；应用情况达-30℃到55℃；具备3C充电能力。

2.到2025年，单体比能量达500Wh/kg。

3.力图实现单体电池350Wh/kg、系统260Wh/kg的锂离子电池产品财产化和整车利用。

事实上，恰是因为这个成长偏向，三元锂电池的春天才算是真正到来，由于磷酸铁锂在单体能量密度上可以冲破的空间不大年夜，而三元锂电池的潜力则还未充分掘客出来。

关于电池寿命的问题

三元锂电池的理论寿命是2000次充放电轮回，但在实际应用中，当进行900次的充放电轮回后，电池容量就基础衰减到了55%。也便是说充溢电只能跑原本里程的一半。但假如每次电池充放电都节制在0%-50%或者25%-75%的轮回中事情，纵然颠末3000次的充放电轮回，电池容量基础还能能够维持在70%阁下。但这同样必要优秀的电池治理系统。

磷酸铁锂电池轮回寿命也在2000次以上，标准充电（5小时率）应用，可达到2000次的轮回性。不过，磷酸铁锂电池有一个致命的毛病，那便是低温机能较差，纵然将其纳米化和碳包覆也没有办理这一问题。钻研注解，一块容量为3500mAh的电池，假如在-10℃的情况中事情，颠末不到100次的充放电轮回，电量将急剧衰减至500mAh，基础就报废了。以是在北方，这种电池的工况其实是让人担忧的。

小电评：

三元锂电池这个名称很响亮，但详细的内容生怕很多同伙并不清晰，必要把稳下。三元正极材料在电池比能量、比功率、大年夜倍率充电、低温机能等方面有上风，轮回机能方面则是磷酸铁锂更好，但在严寒情况中又变得更差。安然方面，磷酸铁锂原先是最抱负的，然则三元锂的赓续加强的电池治理技巧加持下，徐徐获得前进。

由此我们明白，在商用车领域，如大年夜巴车，空间较大年夜，对电池比能量和比功率要求相对较低，可选择磷酸铁锂材料电池，发挥其轮回机能好的特点。而轿车空间有限，电池用量小，则选用高比能量与高比功率三元材料电池更为相宜。从适应政策的角度看，未来的能量密度要求更高，三元锂电池的潜力将获得更大年夜的发挥。