钜大LARGE | 点击量：1414次 | 2018年09月13日
三元动力电池和锂电池有什么区别
三元是指，锂电池里面的正极材料名称。三元材料是镍钴锰酸锂Li（NiCoMn）O?，三元复合正极材料前驱体产品，是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整，18650是指圆柱型电池外表尺寸：18指电池直径18.0mm650指电池高度65.0mm，用在手机上的比较多。锂电池比较通用，市场上的电池大多都是，在此不做详述。
三元是指，锂电池里面的正极材料名称。常规的电池正极材料是钴酸锂LiCoO2，三元材料则是镍钴锰酸锂Li（NiCoMn）O2，三元复合正极材料前驱体产品，是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整，三元材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高，但是平台太低，用在手机上（手机截止电压一般在3.4V左右）会有明显的容量不足的感觉。18650是指圆柱型电池外表尺寸：18指电池直径18.0mm650指电池高度65.0mm其他正极材料使用较多除了三元以外，有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、NCA等。锂电池，指的是一个很广泛的大类，凡是用到锂材料的都可以叫做锂电池。按照学名，我们平时所说的锂电池应该叫锂离子电池/锂二次电池，有相应的负极材料。
锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂LiCoO2、锰酸锂LiMn2O4、镍酸锂LiCoxNiyMnzO2、三元材料、磷酸铁锂LiFePO4等。正极使用三元材料的称为三元锂电池；
三元锂电池主要优点是能量密度比其他材料高；
三元锂电池的正极材料又分为NCA镍钴铝和NCM镍钴锰；
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
三元材料中多数为NCM，一般我们提到的三元锂电池指的是NCM。NCM国外代表厂商是SDI、SKI，在中国主要是力神、慧通天下、比克、万向、德朗能等。特斯拉采用的是NCA18650型，NCA稳定性相对较强，且循环性能强；但是在制作过程中，由于Al为两性金属，不易沉淀，因此工艺上存在门槛。由于NCA中铝的含量过少，因此也常称为二元材料。
三元材料NCM产品型号从111三元（N:C:M=1:1:1）到433，532，622，811。随着镍含量递增，电池能量密度也相应得到了提十。、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℃的高温也不会起火（三元锂电池在180-250℃就扛不住了）。所以在安全性能上，磷酸铁锂电池略胜一筹。
正因为三元锂材料有这样的安全隐患，所以厂商也在努力往抑制产生事故的方向走。根据三元锂材料容易热解的特性，厂商在过充保护（OVP）、过放保护（UVP）、过温保护（OTP）、过流保护（OCP）这几个环节上都会下不少的功夫。特斯拉之所以对于安全性有信心，就是因为它有一整套电池管理系统，能够将活性更高的三元锂电池管理地更好。当然，伴随着越来越多的电池企业、车企还有专业的电池管理企业在这个领域的不断研发，更多的企业也能做到优秀的电池管理，将安全性大大提升。
能量密度是核心要素
能量密度（Energydensity）是指在一定的空间或质量物质中储存能量的大小。电池的能量密度也就是电池平均单位体积或质量所释放出的电能。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，基本单位为Wh/kg（瓦时/千克）。电池的能量密度越大，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优势还是很明显的。深圳另外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，在行业内算是比较高的。
在这里，不得不说国家政策对于行业的指导性也是非常明确。2017年3月1日，中央四部委印发了《促进汽车动力电池产业发展行动方案》通知，明确指出了“将提高电池比能量作为今后的重点发展目标之一”。
以下三点为重点：
1.到2020年，锂离子动力电池单体比能量大于300Wh/kg；系统比能量争取达到260Wh/kg；成本小于1元/瓦时；使用环境达-30℃到55℃；具备3C充电能力。
2.到2025年，单体比能量达500Wh/kg。
3.力争实现单体电池350Wh/kg、系统260Wh/kg的锂离子电池产品产业化和整车应用。
事实上，正是由于这个发展方向，三元锂电池的春天才算是真正到来，因为磷酸铁锂在单体能量密度上可以突破的空间不大，而三元锂电池的潜力则还未充分挖掘出来。
关于电池寿命的问题
三元锂电池的理论寿命是2000次充放电循环，但在实际使用中，当进行900次的充放电循环后，电池容量就基本衰减到了55%。也就是说充满电只能跑原来里程的一半。但如果每次电池充放电都控制在0%-50%或者25%-75%的循环中工作，即使经过3000次的充放电循环，电池容量基本还能能够保持在70%左右。但这同样需要优秀的电池管理系统。
磷酸铁锂电池循环寿命也在2000次以上，标准充电（5小时率）使用，可达到2000次的循环性。不过，磷酸铁锂电池有一个致命的缺点，那就是低温性能较差，即使将其纳米化和碳包覆也没有解决这一问题。研究表明，一块容量为3500mAh的电池，如果在-10℃的环境中工作，经过不到100次的充放电循环，电量将急剧衰减至500mAh，基本就报废了。所以在北方，这种电池的工况实在是让人担忧的。
小电评：
三元锂电池这个名称很响亮，但具体的内容恐怕很多朋友并不清晰，需要留意下。三元正极材料在电池比能量、比功率、大倍率充电、低温性能等方面有优势，循环性能方面则是磷酸铁锂更好，但在寒冷环境中又变得更差。安全方面，磷酸铁锂本来是最理想的，但是三元锂的不断加强的电池管理技术加持下，逐渐得到提高。
由此我们明白，在商用车领域，如大巴车，空间较大，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，发挥其循环性能好的特性。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合适。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得到更大的发挥。
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