三元材料存在的问题,锂离子电池三元材料的技术路线

来源：存能电气  日期：2019-11-06 13:24  浏览量：次

　　三元材料存在的问题，锂离子电池三元材料的技术路线。三元材料具有容量大、循环稳定性好、成本适中等优点。能够同时有效地克服钴酸锂材料的高成本，锰酸锂材料稳定性低、磷酸铁锂容量低的问题已成功地应用于电池中，应用规模迅速发展。下面小编带大家了解三元材料存在的问题和锂离子电池三元材料的技术路线。

　　三元材料存在的问题

　　1、由于阳离子混排效应以及材料表面微结构在首次充电过程中的变化，造成NMC的首次充放电效率不高，首效一般都小于90%；三元材料电芯产气较严重安全性比较突出，高温存储和循环性还有待提高；

　　2、三元材料是一次颗粒团聚而成的二次球形颗粒，由于二次颗粒在较高压实下会破碎，从而限制了三元材料电极的压实，这也就限制了电芯能量密度的进一步提升；锂离子扩散系数和电子电导率低，使得材料的倍率性能不是很理想。

　　3、Ni含量增加带来的影响

　　通过增加三元材料中Ni的含量，可以提高电池的容量。然而，循环性、热稳定性却随之变差。当Ni含量增加时，会在氧化还原过程中伴随相变的发生，造成容量的衰减。Ni含量增加还降低了热分解温度，使放热量增加，造成材料热稳定性变差。

　　4、与电解液的匹配

　　在电解质和正极材料的界面处的反应和电荷传输会影响锂离子电池的性能，活性材料的腐蚀和电解液的分解将严重影响电荷在电极/电解液界面的传输。

　　5、表面反应不均匀

　　来自韩国科学技术研究院的研究发现，NCA在充电过程中结构会发生变化，粒子表面的Li更容易脱出，造成表面的晶体和粒子结构变得不均匀，这种变化会使材料发生快速的容量衰减和阻抗上升。

　　锂离子电池三元材料的技术路线

　　由于磷酸铁锂能量密度基本上已经缺乏大幅度提升空间，在国家对新能源乘用车续航里程要求越来越高的背景下，一直被认作是磷酸铁锂路线的坚守者比亚迪开始在新能源车型“唐”上应用三元锂电池，而包括北汽、江淮、奇瑞、上汽等更多的国内新能源生产企业也开始放弃磷酸铁锂路线，转投三元锂电池领域。

　　从产业布局上看，越来越多磷酸铁锂电池生产厂家都开始关注三元材料开发。有人此前就表示，公司正在积极加快复合三元材料电池的研发及产业化进度。

　　据报道，2017年度中国锂离子电池正极材料的产值达到95亿7500万元，其中三元材料为27亿4000万元，占28.6%；在动力电池领域，三元材料正在强劲增长，北汽EV200推出。奇瑞EQ、江淮IV4、钟泰云100等均采用三元动力电池。

　　许多专家预测，三元材料由于其优异的性能和合理的制造成本，在不久的将来将取代昂贵的锂钴氧化物材料。三元材料是电解生产中主要的消耗材料，其质量直接影响预焙阳极质量，近而影响烧结过程中预焙阳极的消耗，甚至影响到电池材料的电流效率、电能消耗和产品等级等经济指标。

　　虽然三元材料应用广泛，但并不意味着未来就将绝对是三元锂电池统领天下，电池行业一向是一代材料一代技术，整个行业一直并没有停止对新材料和新技术的挖掘，更高的能量密度和更安全的性能永远是企业试图平衡的两大命题。