鉅大LARGE | 點擊量：1443次 | 2018年09月13日
三元動力電池和鋰電池有什么區(qū)別
三元是指，鋰電池里面的正極材料名稱。三元材料是鎳鈷錳酸鋰Li（NiCoMn）O?，三元復合正極材料前驅(qū)體產(chǎn)品，是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料,里面鎳鈷錳的比例可以根據(jù)實際需要調(diào)整，18650是指圓柱型電池外表尺寸：18指電池直徑18.0mm650指電池高度65.0mm，用在手機上的比較多。鋰電池比較通用，市場上的電池大多都是，在此不做詳述。
三元是指，鋰電池里面的正極材料名稱。常規(guī)的電池正極材料是鈷酸鋰LiCoO2，三元材料則是鎳鈷錳酸鋰Li（NiCoMn）O2，三元復合正極材料前驅(qū)體產(chǎn)品，是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料,里面鎳鈷錳的比例可以根據(jù)實際需要調(diào)整，三元材料做正極的電池相對于鈷酸鋰電池安全性高，但是平臺太低，用在手機上（手機截止電壓一般在3.4V左右）會有明顯的容量不足的感覺。18650是指圓柱型電池外表尺寸：18指電池直徑18.0mm650指電池高度65.0mm其他正極材料使用較多除了三元以外，有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、NCA等。鋰電池，指的是一個很廣泛的大類，凡是用到鋰材料的都可以叫做鋰電池。按照學名，我們平時所說的鋰電池應(yīng)該叫鋰離子電池/鋰二次電池，有相應(yīng)的負極材料。
鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰LiCoO2、錳酸鋰LiMn2O4、鎳酸鋰LiCoxNiyMnzO2、三元材料、磷酸鐵鋰LiFePO4等。正極使用三元材料的稱為三元鋰電池；
三元鋰電池主要優(yōu)點是能量密度比其他材料高；
三元鋰電池的正極材料又分為NCA鎳鈷鋁和NCM鎳鈷錳；
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%
三元材料中多數(shù)為NCM，一般我們提到的三元鋰電池指的是NCM。NCM國外代表廠商是SDI、SKI，在中國主要是力神、慧通天下、比克、萬向、德朗能等。特斯拉采用的是NCA18650型，NCA穩(wěn)定性相對較強，且循環(huán)性能強；但是在制作過程中，由于Al為兩性金屬，不易沉淀，因此工藝上存在門檻。由于NCA中鋁的含量過少，因此也常稱為二元材料。
三元材料NCM產(chǎn)品型號從111三元（N:C:M=1:1:1）到433，532，622，811。隨著鎳含量遞增，電池能量密度也相應(yīng)得到了提十。、磷酸鐵鋰電池則要穩(wěn)定許多，電池板就算是穿刺、短路也不會爆炸燃燒，遭到350℃的高溫也不會起火（三元鋰電池在180-250℃就扛不住了）。所以在安全性能上，磷酸鐵鋰電池略勝一籌。
正因為三元鋰材料有這樣的安全隱患，所以廠商也在努力往抑制產(chǎn)生事故的方向走。根據(jù)三元鋰材料容易熱解的特性，廠商在過充保護（OVP）、過放保護（UVP）、過溫保護（OTP）、過流保護（OCP）這幾個環(huán)節(jié)上都會下不少的功夫。特斯拉之所以對于安全性有信心，就是因為它有一整套電池管理系統(tǒng)，能夠?qū)⒒钚愿叩娜囯姵毓芾淼馗?。當然，伴隨著越來越多的電池企業(yè)、車企還有專業(yè)的電池管理企業(yè)在這個領(lǐng)域的不斷研發(fā)，更多的企業(yè)也能做到優(yōu)秀的電池管理，將安全性大大提升。
能量密度是核心要素
能量密度（Energydensity）是指在一定的空間或質(zhì)量物質(zhì)中儲存能量的大小。電池的能量密度也就是電池平均單位體積或質(zhì)量所釋放出的電能。電池能量密度=電池容量×放電平臺/電池厚度/電池寬度/電池長度，基本單位為Wh/kg（瓦時/千克）。電池的能量密度越大，單位體積內(nèi)存儲的電量越多。
比亞迪磷酸鐵鋰電池的單體能量密度為150Wh/kg，比亞迪三元鋰電池能量密度則達到了200Wh/kg。可以看出，三元鋰材料比磷酸鐵鋰的優(yōu)勢還是很明顯的。深圳另外一家電池企業(yè)比克電池的三元材料動力電池單體電芯能量密度近220Wh/kg，在行業(yè)內(nèi)算是比較高的。
在這里，不得不說國家政策對于行業(yè)的指導性也是非常明確。2017年3月1日，中央四部委印發(fā)了《促進汽車動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動方案》通知，明確指出了“將提高電池比能量作為今后的重點發(fā)展目標之一”。
以下三點為重點：
1.到2020年，鋰離子動力電池單體比能量大于300Wh/kg；系統(tǒng)比能量爭取達到260Wh/kg；成本小于1元/瓦時；使用環(huán)境達-30℃到55℃；具備3C充電能力。
2.到2025年，單體比能量達500Wh/kg。
3.力爭實現(xiàn)單體電池350Wh/kg、系統(tǒng)260Wh/kg的鋰離子電池產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化和整車應(yīng)用。
事實上，正是由于這個發(fā)展方向，三元鋰電池的春天才算是真正到來，因為磷酸鐵鋰在單體能量密度上可以突破的空間不大，而三元鋰電池的潛力則還未充分挖掘出來。
關(guān)于電池壽命的問題
三元鋰電池的理論壽命是2000次充放電循環(huán)，但在實際使用中，當進行900次的充放電循環(huán)后，電池容量就基本衰減到了55%。也就是說充滿電只能跑原來里程的一半。但如果每次電池充放電都控制在0%-50%或者25%-75%的循環(huán)中工作，即使經(jīng)過3000次的充放電循環(huán)，電池容量基本還能能夠保持在70%左右。但這同樣需要優(yōu)秀的電池管理系統(tǒng)。
磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命也在2000次以上，標準充電（5小時率）使用，可達到2000次的循環(huán)性。不過，磷酸鐵鋰電池有一個致命的缺點，那就是低溫性能較差，即使將其納米化和碳包覆也沒有解決這一問題。研究表明，一塊容量為3500mAh的電池，如果在-10℃的環(huán)境中工作，經(jīng)過不到100次的充放電循環(huán)，電量將急劇衰減至500mAh，基本就報廢了。所以在北方，這種電池的工況實在是讓人擔憂的。
小電評：
三元鋰電池這個名稱很響亮，但具體的內(nèi)容恐怕很多朋友并不清晰，需要留意下。三元正極材料在電池比能量、比功率、大倍率充電、低溫性能等方面有優(yōu)勢，循環(huán)性能方面則是磷酸鐵鋰更好，但在寒冷環(huán)境中又變得更差。安全方面，磷酸鐵鋰本來是最理想的，但是三元鋰的不斷加強的電池管理技術(shù)加持下，逐漸得到提高。
由此我們明白，在商用車領(lǐng)域，如大巴車，空間較大，對電池比能量和比功率要求相對較低，可選擇磷酸鐵鋰材料電池，發(fā)揮其循環(huán)性能好的特性。而轎車空間有限，電池用量小，則選用高比能量與高比功率三元材料電池更為合適。從適應(yīng)政策的角度看，未來的能量密度要求更高，三元鋰電池的潛力將得到更大的發(fā)揮。
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