鉅大LARGE | 點擊量：1235次 | 2022年02月25日
有關三元鋰離子電池和固態鋰離子電池解析
三元鋰離子電池全稱是三元材料電池，一般是指采用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2，NCM)或鎳鈷鋁酸鋰(NCA)三元正極材料的鋰離子電池，把鎳鹽、鈷鹽、錳鹽作為三種不同的成分比例進行不同的調整，所以稱之為三元。
優勢：三元鋰離子電池的低溫性能優異，在-30℃條件下可保持正常電池容量，更適應北方低溫地區的使用條件。三元電池的能量密度180Wh/kg，今后還有很大的提升空間。
其標稱電壓可達到3.6-3.8V，能量密度比較高，電壓平臺高，振實密度高，續航里程長，輸出功率較大。
缺點：高溫條件下，三元鋰離子電池的三元材料會在200℃時發生分析，在高溫用途下極易發生燃燒或爆炸的現象。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
從制造成本上來看，三元鋰離子電池所必需的鈷元素在我國儲量較少，大部分靠海外進口，受到市場波動影響非常大，所以三元鋰離子電池的成本居高不下。
三元鋰離子電池產品已經趨于成熟，美國特斯拉Model系列車型已經實現沖破，其Model3即將規模化銷量，進一步論證三元鋰動力鋰離子電池的可行性。Model3采用全新21700電池，相比18650電池在外觀上變長變粗，能量密度也提高了20%，單體電池容量可達3~4.8Ah，大幅提升35%。毫無疑問，當前三元鋰動力鋰離子電池已然為主流產品。
固態鋰離子電池
除了今朝市場上主流的三元鋰離子電池與磷酸鐵鋰離子電池之外，越發被人重視的固態鋰離子電池則被稱為將來的電池新星。
傳統的液態鋰離子電池被稱為搖椅式電池，搖椅的兩端為電池的正負兩極，中間為液態電解質。鋰離子像一個運動員，在搖椅兩端來回奔跑，鋰離子從正極到負極再到正極的運動過程中，電池的充放電過程就完成了。而固態電池的電解質為固態，具有的密度以及結構可以讓更多帶電離子集中在一端，傳導更大的電流，進而提升電池容量。
從技術潛力角度來看，三元鋰動力鋰離子電池能量密度提升相對困難，全固態鋰離子電池能量密度提升，從理論上講更具可行性。一是全固態鋰離子電池電壓平臺提升，固態電解質比有機電解液普遍具有更寬的電化學窗口，有利于進一步提升電池的能量密度;二是固態電解質能阻隔鋰枝晶生長，材料使用體系范圍大幅提升，為具有更高能量密度空間的新型鋰電技術奠定基礎。三是全固態鋰離子電池當前能量密度約400Wh/Kg，預估最大潛力值達900Wh/Kg，有超過100%的提升空間。
固態鋰離子電池在繼承傳統鋰離子電池的優勢基礎上，安全性、能量密度等方面有了大幅進步。目前，目前全固態鋰離子電池研發可供應的能量密度基本可達300~400Wh/kg，其有望成為作為下一代高能量密度動力和儲能電池技術的緊要發展方向，為學術界和產業界的共識。
總而言之，磷酸鐵鋰技術路線正在被替代，三元鋰離子電池技術路線已經成為主流，全固態鋰離子電池或新鋰離子電池技術路線將逐步替代三元鋰。
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