三元锂离子电池优缺点以及应用介绍

三元锂离子电池优缺点

三元锂离子电池在容量与安全性方面比较均衡，是一款综合性能优异的电池。三种金属元素的重要用途和优缺点如下：

Co3+：减少阳离子混合占位，稳定材料的层状结构，降低阻抗值，提高电导率，提高循环和倍率性能。

Ni2+：可提高材料的容量（提高材料的体积能量密度），而由于Li和Ni相似的半径，过多的Ni也会因为与Li发生位错现象导致锂镍混排，锂层中镍离子浓度越大，锂在层状结构中的脱嵌越难，导致电化学性能变差。

Mn4+：不仅可以降低材料成本，而且还可以提高材料的安全性和稳定性。但过高的Mn含量会容易出现尖晶石相而破坏层状结构，使容量降低，循环衰减。

能量密度高是三元锂离子电池的最大优势，而电压平台是电池能量密度的重要指标，决定着电池的基本效能和成本，电压平台越高，比容量越大，所以同样体积、重量，甚至同样安时的电池，电压平台比较高的三元材料锂离子电池续航时间更长。单体三元锂离子电池放电电压平台高达3.7V，磷酸铁锂为3.2V，而钛酸锂仅为2.3V，因此从能量密度角度来说，三元锂离子电池比磷酸铁锂，锰酸锂或者钛酸锂具有绝对优势。

安全性较差和循环寿命较短是三元锂离子电池的重要短板，尤其是安全性能，是一直限制其大规模配组，和大规模集成应用的一个重要因素。大量实测表明，容量较大的三元电池很难通过针刺和过充等安全性测试，这也是大容量电池中一般都要多引入锰元素，甚至混合锰酸锂一起使用的原因。500次的循环寿命在锂离子电池中属于中等偏下，因此三元锂离子电池目前最重要的应用领域是3C数码等消费类电子产品。

据统计，三元锂离子电池的应用到明年将会提升百分之八，我们通常使用的乘用车使用三元锂离子电池，应用渗透率上升非常快，四年前就已经达到了将近百分之六十，而专用车上的使用比乘用车渗透率更高。当今主流销量车，比如北汽和宝马，已经全部使用三元锂离子电池，因此三元锂离子电池在各种电动汽车中的应用是十分普遍的。

综上所述，我们了解了三元锂离子电池的性能相比前几年已经有了大的改善和提升，相比正常的钴酸锂离子电池，三元锂离子电池的标称电压以及容量已经大大超越了它们。虽然三元锂离子电池的制造成本相对较高，但是它的容量密度以及循环性能是非常高的，因此使用寿命相对较长。除此之外，三元锂离子电池在各种乘用车和专用车的使用上已经应用十分广泛了，所以三元锂离子电池可以说是电池中的佼佼者。