三元锂电池指的是哪三种金属元素

来源：存能电气  日期：2019-08-19 10:22  浏览量：次

　　三元锂电池指的是哪三种金属元素？三元锂电池是锂电池的一种：主要是指做电池的正极材料，通常锂电池的正极材料是钴酸锂。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?今天的文章，存能电气小编就来解决这一疑问。

　　三元锂电池指的是哪三种金属元素？

　　三元锂电池之所以被成为三元锂电池，就是因为其正极材料采用了包含镍、钴、锰(或铝)三种金属元素的三元聚合物。三元锂电池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。

　　三元锂电池在容量与安全性方面比较均衡，是一款综合性能优异的电池。三种金属元素的主要作用和优点如下：

　　Co3+：减少阳离子混合占位，稳定材料的层状结构，降低阻抗值，提高电导率，提高循环和效率性能。

　　Ni2+：可提高材料的容量（提高材料的体积能量密度），而由于Li和Ni相似的半径，过多的Ni也会因为与Li发生位错现象导致锂镍混排，锂层中镍离子浓度越大，锂在层状结构中的脱嵌越难，导致电化学性能变差。

　　Mn4+：不仅可以降低材料成本，而且还可以提高材料的安全性和稳定性。但过高的Mn含量会容易出现尖晶石相而破坏层状结构，使容量降低，循环衰减。

　　众所周知，三元材料中的镍含量越高，材料的稳定性越差，安全性越差。目前，虽然业内发展高镍三元锂电池材料的“调子”已定，为了在保持其高比能量的同时，兼顾循环寿命和安全性，国内材料和电池企业可谓是苦心造诣，其安全问题仍在持续解决中。

　　业内专家表示，三元高镍材料的安全性可以通过材料改性优化、表面包覆、调整电解液和负极材料等方式来逐步解决。

　　材料改性方面，在三元材料晶格中掺杂一些金属离子和非金属离子，可以提高电子电导率和离子电导率，提高电池的输出功率密度，同时可以提高三元材料结构的稳定性。

　　能量密度高是三元锂电池的最大优势，而电压平台是电池能量密度的重要指标，决定着电池的基本效能和成本，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。

　　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。三元锂电池能量密度高，循环性能好于正常钴酸锂。目前，随着配方的不断改进和结构完善，电池的标称电压已达到3.7V，在容量上已经达到或超过钴酸锂电池水平。