你知道电动车常说的三元锂电池，究竟是哪三元吗？
来源：宝鄂实业
2019-03-31 10:05
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选购电动车的朋友都听说三元锂电池的大名，常见的北汽新能源、比亚迪、特斯拉等都采用了这种电池。那么，三元锂电池究竟为什么叫三元锂电池？三元究竟指的又是哪三元呢？三种元素之间又有什么关系？今天我们就来解决这一疑问。
为什么叫三元锂电池？哪三元？
三元锂电池其全称为“正极材料使用镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂等三元聚合物的锂离子二次电池”，其中三元指的是包含镍（Ni）、钴（Co）、锰（Mn）或铝（Al）三种金属元素的聚合物，在三元锂电池中做正极；锂指的是电解质主要为六氟磷酸锂的电解液，而负极材料一般为石墨。
关于电池的命名
常见的命名有以下两种：
① 以电池中最主要的元素来命名。
② 以电池最核心的反应机理或特征来命名，比如强调可折叠特性的柔性电池
三种元素之间有什么关系？
三元锂之所以被发扬光大，当然不仅仅是因为这个名字好听好记，更是由于镍钴锰（或铝）这三种金属元素的聚合物在电池内部发挥了巨大的作用。那么，这三种金属元素都有起到了什么作用呢？
1.镍饼
镍是副族中的活性金属，主要作用是提升电池的体积能量密度，是提升续航里程的主要突破口，但含量过多会导致镍离子占据锂离子位置（镍氢混排），导致容量下降。
2.钴粉
钴也是副族中的活性金属，其可以抑制阳离子的混排，从而提高起到提升稳定性和延长电池的寿命的作用，此外，其也决定了电池的充放电速度和效率（倍率性能），但过高的钴含量会导致实际容量降低。
3.铝或锰
锰或铝的作用在于降低材料成本，毕竟上面提到的镍和钴都是十分昂贵的稀有金属，并且可以提高电池的安全性和稳定性。
在三元锂电池的正极材料中，镍、钴、锰（或铝）这三种金属元素缺一不可，多一个或者少一个都会影响其最终的表现或做不成电池，但我们根据自己的需求，适当调节锂电池中镍、钴、锰（或铝）的混合比例（摩尔比），来让锂电池表现出不一样的特性。
镍钴锰（或铝）怎样混合才能让我跑得更远？
很镍是三元锂电池中决定能量密度的元素，要想跑得更远，提高它的含量就是；如果想要三元锂电池成本更便宜，增大锰或铝的比值就对了。
根据正极材料中镍钴锰（或铝）3种元素的混合比例不同，我们可以将三元锂电池分为不同的体系：
如镍：钴：锰比例为：1：1：1的333体系；
或者8：1：1的高镍811体系等。
简单概括一下就是第一个数字越高，跑得越远，但成本越高，安全性也越低；最后一个数字越高，跑得越近，也最便宜。
要想跑得更远且更安全，那就势必要增加镍和钴在三元材料中的比值，不过，你也必须承担镍化学性能活泼带来的安全隐患和钴稀有金属带来的高昂成本，鱼和熊掌不可兼得。
磷酸铁锂电池包，是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。由于它的性能特别适于作动力方面的应用，则在名称中加入“动力”两字，即磷酸铁锂动力电池。与传统的铅酸蓄电池相比，不含贵重金属元素，锂电池包在工作电压、能量密度、循环寿命、耐高温等方面都具有显著优势。
三元锂电池概念：
三元聚合物锂电池是指正极材料使用锂镍钴锰或者镍钴铝酸锂的三元正极材料的锂电池，石墨作为负极材料的锂电池。三元锂电池的比能量、比功率更大。在大倍率充电、和耐低温性能等方面，三元锂电池也有很大的优势。
磷酸铁锂电池包和三元锂电池各自有什么优缺点?
■磷酸铁锂电池包优缺点分析
1、锂电池包优点
高温性能好：磷酸铁锂电池包热峰值可达350℃-500℃，工作温度范围宽广-20C--75C。
使用寿命长：磷酸铁锂动力电池，循环寿命达到2000次以上，标准充电5小时率使用，可达到2000次。
容量大。磷酸铁锂电池包同等体积下比碳酸电池的蓄电量要高出2～3倍。
体积小重量轻：同等规格容量的磷酸铁锂电池包的体积是铅酸电池体积的2/3，重量是铅酸电池的1/3，重量更轻。
安全环保：磷酸铁锂电池包已经过严格的安全测试，即使在剧烈的碰撞中也不会产生爆炸;不含任何重金属与稀有金属，无毒，无论在生产及使用中均无污染。
无记忆效应：锂电池包论出于什么状态，可随冲随用，无需先放完全再充电。
快速充电：使用专用充电器，1.5C充电40分钟即可以使电池充满。
2、锂电池包缺点
材料的制备成本与电池的制造成本较高，电池成品率低，会使得最终单位储能电量的成本较高。
锂电池包低温性能差，正极材料振实密度小，磷酸铁锂电池在低温下(0℃以下)无法使电动汽车行驶，密度一般在0.8到1.3左右。
产品一致性差，目前国内还没有一家磷酸铁锂材料厂能够解决这一问题，在这一复杂的反应过程中，很难保证反应的一致性。
导电性能差，锂离子扩散速度慢，高倍充放电时，实际的比容量低。
总结：磷酸铁锂电池包的优点有着很大的发挥空间!我们对它的开发和利用才刚刚开始。现在社会乃至世界的主题就是绿色环保，所以还会有着巨大的发挥。缺点也会一直不断去改善，积极研发新技术，生产出优质的产品。
■三元锂电池优缺点分析
1、三元锂电池优点
电压平台高：三元材料的电压平台明显比磷酸铁锂高，高线可以达到4.2伏，放电平台可以达到3.6或者3.7伏。
能量密度高：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。
振实密度高，比磷酸铁锂电池的密度高。
