三元材料锂电池的优缺点介绍

三元锂电池是锂电池的一种，主要是指做电池的正极材料,通常锂电池的正极材料是钴酸锂。三元材料锂电池的最大特点就是单位电能比较大，这是与磷酸铁锂电池相比的结果。三元锂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。

三元材料锂电池有什么优缺点？

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

1、正极为三元锂电池材料，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，满足中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动力电池的重量比能量为160Wh/kg，比磷酸铁锂电池高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，保证了三元锂电池成膜的稳定性。

能量密度高是三元材料锂电池的最大优势，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电池续航时间更长。

单体三元锂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，三元锂电池具有绝对优势。

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

三元锂电池热稳定性较差，在250-300℃高温就会产生分解，并且三元锂材料的化学反应尤其强烈，一旦释放氧分子，在高温作用下电解液迅速燃烧，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。

三元材料锂电池市场分析：

截至2020年三元锂电池应用占比将以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电池的主流发展方向，2015年国内动力电池出货量为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电池的应用替换。从2016年最新的公告中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%的增长。

总体来说，锂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。越来越多的锂电池生产厂家开始对锂电池三元材料产生兴趣。