锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料谁的性价比最高？
来源：宝鄂实业
2019-07-31 13:05
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锰酸锂电池
顾名思义，锰酸锂电池是以锰酸锂作为正极材料的，而锰酸锂是较有前景的锂离子正极材料之一。锰酸锂电池以成本低、无污染、安全性较高、倍率性能好等优点而被广泛使用。除此之外，锰酸锂低温性能好，在零下负20度的低温下放电能达到90%以上的效率。
锰酸锂的缺点是高温度性能差，容易发生鼓胀；循环寿命低相对较短(一般正常使用寿命大概在300到400次)；其材料本身并不太稳定，容易分解产生气体，因此多用于和其它材料混合使用，以降低电芯成本。其较差的循环性能及电化学稳定性却大大限制了其产业化。
02
磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。其安全性能较好，循环寿命高(1500次左右)，高温性能好。
磷酸铁锂电池一般被认为是不含任何重金属与稀有金属，且无毒无污染的绿色环保电池。磷酸铁锂电池之所以被业界看好，主要是出于环保角度的考虑。
当然磷酸铁锂也有其缺点：比如价格不便宜、低温性能较差，另外同体积重量下有容量小的不足之处。
03
三元材料锂电池
我们常说的三元锂电池就是三元聚合物锂电池，它指正极材料使用镍钴锰酸锂或者镍钴铝酸锂的三元正极材料的锂电池。三元材料的锂电池容量较高，循环寿命较好；倍率放电佳。
缺点在于以下几点：价格是三种材料中最贵的，安全性能也没有优势。目前锂电池爆炸案件使用的三元材料锂电池的居多。
在晶体材料中，离子运输通常依赖于缺陷的浓度和分布，基于肖特基缺陷和弗伦克尔点缺陷的离子扩散机制包括简单的空位机制和相对复杂的扩散机制，如双空位机制，间隙机制，空隙取代交换机制和集体机制。然而，一些特殊结构的材料可以在没有高浓度缺陷条件下实现高的离子导率，这种结构通常由两个质子和由固定的离子和移动的晶格组合的一个晶体框架组成。为实现快速的离子导电，这种结构必须满足三个基本准则：移动离子占据可用等价位点的数量必须大于可移动离子数量；可用共价位点之间的迁移阻碍能应该低于离子在位点之间迁移的能量；这些可用位点一定要连接起来形成一个连续地扩散路径。类似于晶体结构中的扩散过程, 玻璃材料的离子运输从原位离子开始，原位离子被领位位点激活，然后在宏观范围内集中扩散。对大多数玻璃材料，无定型结构中仍存在短程有序和中程有序，载流子电荷和骨架结构之间的相互作用不能忽略。
离子导电性是固态电解质一个重要的性能，但是在电化学储能和转换系统的实际应用中，其他性能也至关重要。固态电解质的主要性能有：高的离子导电性、低的离子面积比电阻、高的电子面积比电阻、高的离子选择性、宽的电化学稳定窗口、好的化学兼容性、优异的热稳定性、优异的机械性能、简单的制备过程、价格低廉、易整合和环境友好。无论是无机固态电解质还是有机固态电解质，就提高上述性能的研究已经有很大进步。
