三元材料锂电池为什么会出现容量衰减？它有哪些优缺点？

三元材料锂电池容量衰减的原因

●三元锂电池正极材料的结构变化

正极材料是锂离子的主要来源，当锂离子从正极中脱出时候，为了维持材料电中性状态，金属元素必然会被氧化到达一个高的氧化态，这里就伴随了组分的转变。组分的转变容易导致相转移和体相结构的变化。电极材料相转变可以引起晶格参数的变化及晶格失配，由此产生的诱导应力引起晶粒的破碎，并引发裂纹的传播，造成材料的结构发生机械破坏，从而引起电化学性能衰减。

●三元锂电池负极材料结构

商业化锂电池常用的负极材料有碳材料、钛酸锂等，本文以典型负极石墨进行分析。锂电池容量的衰减第一次发生于化成阶段，在这个阶段会在负极表面形成SEI，消耗部分锂离子。

●电解液的氧化分解与界面反应

电解液的性质显著影响锂离子电池的比容量、寿命、倍率充放电性能、工作温度范围以及安全性能等。电解液主要包括溶剂、电解质和添加剂三个部分。溶剂的分解、电解质的分解都会导致电池容量的损失。电解液的分解和副反应是锂电池容量衰减的主要因素，无论采用何种正负极材料、何种工艺，随着锂电池循环使用，电解液的分解及与正负极材料间发生的界面反应都会造成容量的衰减。

 

三元材料锂电池的优点

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。

 

三元材料锂电池的缺点

安全性较差和循环寿命较短是三元锂电池的主要短板，尤其是安全性能，是一直限制其大规模配组，和大规模集成应用的一个主要因素。大量实测表明，容量较大的三元电池很难通过针刺和过充等安全性测试，这也是大容量电池中一般都要多引入锰元素，甚至混合锰酸锂一起使用的原因。500次的循环寿命在锂电池中属于中等偏下，因此三元锂电池目前主要的应用领域是3C数码等消费类电子产品。