三元鋰離子電池

什么是三元鋰離子電池?

在自然界中，鋰元素是*輕的，原子質量*小的金屬，它的原子量為6.94g/mol，ρ=0.53g/cm3。鋰化學性質活潑，極易失去電子被氧化為Li+，因此標準電極電位*負，為-3.045V，電化學當量*小，為0.26g/Ah，鋰元素的這些特點決定了它是一種具有很高比能量的材料。三元鋰離子電池是指采用鎳鈷錳三種過渡金屬氧化物為正極材料的鋰二次電池。它充分綜合了鈷酸鋰良好的循環(huán)性能、鎳酸鋰的高比容量和錳酸鋰的高安全性及低成本等特點，利用分子水平混合、摻雜、包覆和表面修飾等方法合成鎳鈷錳等多元素協(xié)同的復合嵌鋰氧化物。是目前被廣泛研究和應用的一種鋰離子可充電電池。

三元鋰離子電池壽命

所謂鋰離子電池壽命是指電池在使用過一段時間后，容量衰減為標稱容量（室溫25℃，標準大氣壓，且以0.2C放電的電池容量）的70%，即可認為壽命終止。行業(yè)內一般以鋰離子電池滿充滿放的循環(huán)次數(shù)來計算循環(huán)壽命。在使用的過程中，鋰離子電池內部會發(fā)生不可逆的電化學反應導致容量下降，比如電解液的分解，活性材料的失活，正負極結構的坍塌導致鋰離子嵌入和脫嵌的數(shù)量減少等等。實驗標明，更高倍率的放電會導致容量更快的衰減，假如放電電流較低，電池電壓會接近平衡電壓，能釋放出更多的能量。

三元鋰離子電池的理論壽命約為800次循環(huán)，在商業(yè)化的可充電鋰離子電池中屬于中等。磷酸鐵鋰約為2000次，而鈦酸鋰據說可以達到1萬次循環(huán)。目前主流的電池廠家在其生產的三元電芯規(guī)格書中承諾大于500次（標準條件下充放電），但是電芯在配組做成電池包后，由于一致性問題，重要是電壓和內阻不可能完全相同，其循環(huán)壽命大約為400次。廠家推薦SOC使用窗口為10%~90%，不建議進行深度充放電，不然會對電池的正負極結構造成不可逆的損傷，若是以淺充淺放來計算的話，循環(huán)壽命至少有1000次。另外，鋰離子電池若是經常在高倍率和高溫環(huán)境下放電，電池壽命會大幅下降到不足200次。