Question

锂电池的种类及特性有哪些

Answer 1

锰酸锂

锰酸锂，作为使用历史比较长的一种锂电池材料，其安全性高，尤其抗过充能力强，是一大突出优点。

由于锰酸锂自身结构稳定性好，在电芯设计时，正极材料的用量不必超越负极太多。

这样，使得整个体系中的活性锂离子的数量不多，在负极充满以后，不会有太多的锂离子存于正极。

即使出现了过充情形，也不会出现大量锂离子在负极沉积形成结晶的状况。

因而，锰酸锂的耐过充能力在常用材料中是*的。

另外，材料价格低廉，并且对生产工艺要求相对不高，是比较早取得广泛应用的正极材料。

但它也存在着明显的缺陷。

尖晶石锰酸锂的高温性能不佳。

氧缺陷的存在，使得电芯在高电压阶段容易出现容量衰减，同时，在高温下进行循环使用，也会造成类似的容量衰减。

原因出在引发歧化效应的三价锰离子身上。

防止高温衰减的方式主要集中在减少三价锰这个点上。

锰酸锂，受限于其高温性能，一般不会用在大功率或者环境温度高的场合，比如高速乘用车、插电混动等就很少选用锰酸锂作为动力。

但对于电动大巴，市内物流车等，锰酸锂完全可以胜任。

磷酸铁锂

磷酸铁锂的优点主要体现在安全性和循环寿命上。

主要的决定因素来自于磷酸铁锂的橄榄石结构。

这样的结构，一方面导致磷酸铁锂较低的离子扩散能力，另一方面也使它具备了较好的高温稳定性，和良好的循环性能。

磷酸铁锂的缺点也比较明显，能量密度低，一致性差以及低温性能不佳。

能量密度低是材料自身的化学性质决定的，一个磷酸铁锂大分子只能对应容纳一个锂离子。

一致性，尤其是批次稳定性差，除了与生产管理水平有关，还与其自身的化学性质有关。

磷酸铁锂是各种锂电池正极材料中比较难于制备的一种。

这种化学反应一致性和均匀性的高难度，同时又带来了另一个问题，磷酸铁锂材料中的铁单质和铁离子杂质始终存在，给电池带来了失效隐患。

磷酸铁锂电池，由于其安全性高，虽然能量密度部分的影响了它的使用范围，但仍然是当前我国电动汽车的主要动力锂电池品种。

尤其涉及到大量人员生命安全的公交车，国家政策强制要求使用磷酸铁锂电池。

三元锂

三元锂正极材料，综合了LiCoO2、LiNiO2和LiMnO2三中材料的优点，在同一只电芯内部形成协同效应，兼顾了材料结构的稳定性、活性和较低成本三个要求，是三种主要正极材料中能量密度*的一种。

其低温效果也明显的好于磷酸铁锂电池。

三种元素中，Ni的含量越高，则电芯的能量密度越高，同时，电芯的安全性越低。

在实际应用中，三种材料在电芯中的比例关系，随着时间的推移一直在发生变动。

人们对能量密度的追求越来越高，因而Ni 的占比也越来越高。

三元材料被提及*多的缺点就是安全性，发生热失控的过程中，其副反应的产物中包含大量气体，使得事故的危险性和可蔓延的能力大大提高。

其次，三元材料的循环寿命也是一个瓶颈，目前还达不到磷酸铁锂的水平；*，由于三元材料特殊的微观结构，使得它不适合高压力压实的操作，因而通俗的提高能量密度的加工方式对于它不适用。

三元材料市场份额正在逐渐扩张，主要动力来自于对汽车续航里程的追求。

想要赶上甚至超越燃油车的续航，电动汽车必须在有限的空间内装上尽量多的电量，这就使得能量密度变得尤其重要。

而去年国家出台的补贴政策，也是出于激励高能量密度电芯研发的目的，对能量密度设置了门槛，进不来的就没有补贴。

从整车厂到pack厂再到电芯厂商，每个环节都必须顺应提高产品能量密度的大趋势，于是三元锂电池得到越来越多的应用。

电池本身安全性能的改进和系统监控处理事故能力的提高，也会推进三元锂电池市场扩张的脚步。