三元材料锂离子电池的优缺点以及市场分析

三元材料因其价格低廉，性能稳定，被称为是锂离子电池的首选材料，而以三元材料为正极的锂离子电池更是具有多种优点。

1、正极为三元锂离子电池材料，负极为人造石墨与其他先进负极材料的混合体。

2、叠片式软包装工艺，该结构电流集流均匀、散热性好、提升了电池倍率性能。

3、采用专利技术处理的隔膜，提高了三元锂离子电池本体安全性，单体电池及模块经过跌落、挤压、针刺、热箱、过充过放等安全性评价试验，满足我国有关电池的标准法规要求。

4、特殊的隔膜材料提高了隔膜的保液能力及孔隙率，减小电池内阻。以1倍率电流充放电，放电深度为DOD80%的情况下进行测试，3000次循环后，容量仍能保持在85%以上。

5、25Ah动力锂电池的重量比能量为160Wh/kg，比磷酸铁锂离子电池高30%以上，可以减轻整车重量，提高续驶里程。

6、在大电流充放电时，极化小，温升低。电池可持续3C充电，5C放电(瞬间10C)的高输入输出能力。

7、合理的电解液配比与配方，三元锂离子电池的放电温度范围为-20～45℃，充电温度范围为0～45℃。

8、电池一致性好。采用多项专利制造工艺，粉体的前处理技术，保证了粉体混合和浆料混合的均匀性;特殊的化成工艺，保证了三元锂离子电池成膜的稳定性。

能量密度高是三元材料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，三元锂离子电池具有绝对优势。

三元锂离子电池的一个较大缺点是受到撞击和高温时起火点较低。所以对三元锂离子电池的保护要求很高，以防意外。

三元锂离子电池热稳定性较差，在250-300℃高温就会出现分解，并且三元锂材料的化学反应尤其强烈，一旦释放氧分子，在高温用途下电解液迅速燃烧，随即发生爆燃现象。所以我们能够看到，在极端的碰撞事故中，特斯拉等电动汽车依然还是有起火隐患。

三元材料锂离子电池市场分析：

截至2020年三元锂离子电池应用占比将以8%的复合增速提升。从正极材料体系结构来看，三元锂电的实际能量密度为160~190wh/kg，相比磷酸铁锂提升幅度约为23%~46%，能量密度的优势决定了其是锂离子电池的主流发展方向，2015年国内动力锂电池出货量为15.7Gwh，其中三元材料电池出货量为4.26Gwh，占比近27%。

从应用方面看，乘用车的三元锂电替代较快速，2015年三元电池在乘用车上的渗透率已经达到了58.5%，在专用车上达到了59%。在北汽、宝马等主流销量车型完成了向三元锂离子电池的应用替换。从2016年最新的通告中103款物流车，71款采用三元材料路线，三元电池占比同比增涨7%至69%，我们预计2016~2020年三元电池的渗透率将以CAGR达8%的上升。

总体来说，锂离子电池三元材料的比较优势明显：比容量高，循环寿命长，安全性能好，价格低廉，这来源于三种元素的协同效应：钴可以减少阳离子混合占位，稳定层状结构；镍可以提高材料的容量；而锰可以降低成本，提高安全性。越来越多的锂离子电池生产厂家开始对锂离子电池三元材料出现兴趣。