中國(guó)粉體網(wǎng)訊 三元鋰離子電池能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、不懼低溫;高溫下穩(wěn)定不足。能量密度可達(dá)最高,但高溫性相對(duì)較差,關(guān)于續(xù)航里程有要求的純電動(dòng)汽車,其是主流方向,且適合北方天氣,低溫時(shí)電池更加穩(wěn)定。特斯拉公布的Model3,即采用松下的21700型三元圓柱形電池。
缺點(diǎn)就是三元材料的脫氧溫度是200℃,并且無(wú)法通過(guò)針刺實(shí)驗(yàn),表明三元電池在內(nèi)部短路、電池外殼損壞的情況下,容易引發(fā)燃燒、爆炸等安全事故。
三元鋰離子電池到底是哪三元?三元鋰離子電池的“三元”指的是包含鎳(Ni)、鈷(Co)、錳(Mn)或鋁(Al)三種金屬元素的聚合物,在三元鋰離子電池中做正極。三者缺一不可,在電池內(nèi)部發(fā)揮巨大的用途。
鎳:重要用途是提升電池的體積能量密度,是提升續(xù)航里程的重要突破口,但含量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致鎳離子占據(jù)鋰離子位置(鎳氫混排),導(dǎo)致容量下降。
鈷:抑制陽(yáng)離子的混排,用以提升穩(wěn)定性和延長(zhǎng)電池的壽命,此外,也決定了電池的充放電速度和效率(倍率性能),但過(guò)高的鈷含量會(huì)導(dǎo)致實(shí)際容量降低。
鋁或錳:鈷是十分昂貴的稀有金屬成本高昂,錳或鋁的用途在于降低正極材料成本,同時(shí)提升電池的安全性和穩(wěn)定性。
為了提高三元鋰離子電池的容量,就要提高正極中鎳的比例。所以鎳的比例在不斷提高,從早期的NCM111,到近兩年的NCM523、NCM611,再到今年紛紛上馬的NCM811,電池能量密度越來(lái)越大,鎳用得也是越來(lái)越生猛。
鎳用得多,鈷和錳的比例必然會(huì)減少。電池的壽命和穩(wěn)定性是不是會(huì)受影響?理論上會(huì),但現(xiàn)在三元鋰離子電池主角無(wú)疑就是“高鎳”的三元鋰離子電池。這一方面是政策原因,續(xù)航里程長(zhǎng)、電池能量密度高的電動(dòng)汽車,能拿到的財(cái)政補(bǔ)貼就多;另一方面是各汽車廠商要搶風(fēng)頭,搞續(xù)航里程競(jìng)賽,好像誰(shuí)家的車?yán)m(xù)航長(zhǎng),誰(shuí)家的技術(shù)就先進(jìn)。
隨著補(bǔ)貼政策的“退坡”和退出,三元鋰離子電池的“高鎳”沖動(dòng)可能會(huì)冷靜一下。而隨著磷酸鐵鋰技術(shù)的進(jìn)步,與三元鋰互爭(zhēng)雄長(zhǎng)也在意料之中。比亞迪八月份透露,將推出的全新一代鐵鋰離子電池,體積比能量密度將提升50%,壽命長(zhǎng)達(dá)8年120萬(wàn)公里,成本還可以節(jié)約30%。有分析說(shuō),磷酸鐵鋰的能量密度有望與622三元鋰離子電池媲美,誠(chéng)如此,再有安全性好、壽命長(zhǎng)、成本低的加持,磷酸鐵鋰離子電池未嘗不會(huì)再回舞臺(tái)中央。
磷酸鐵鋰離子電池和三元鋰離子電池,不能簡(jiǎn)單說(shuō)哪種好,只能說(shuō)各擅勝場(chǎng)。磷酸鐵鋰離子電池勝在壽命長(zhǎng)、安全性好、成本低,但能量密度和低溫性能稍遜;三元鋰離子電池勝在能量密度大,存電多,但安全性和壽命稍遜。
(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/星耀)
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