三元鋰電池是一種鋰離子電池。鋰離子電池的一種分類方法是按正極材料分類。鋰電池的正極材料有很多種,主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。
通常,鋰電池的正極材料是鈷酸鋰,三元鋰電池是使用三元材料鎳鈷錳酸鋰作為正極材料的鋰電池。
還有使用鎳、鈷和鋁作為正極材料的三元鋰電池。鋰鎳鈷錳酸比鋰鈷酸便宜,目前的三元材料電池已經(jīng)取代了此前廣泛使用的鋰鈷錳電池。
在相同體積下,三元鋰電池總是表現(xiàn)出更好的能量密度,即相同體積和質(zhì)量,使用三元鋰蓄電池可以跑得更遠(yuǎn)。然而,在三元(鎳、鈷、錳(鋁))材料中,鎳的比例正在增加。
電池的能量密度確實(shí)進(jìn)一步提高,但壽命、過(guò)熱甚至問(wèn)題再次出現(xiàn)。更不用說(shuō)稀有金屬的使用,導(dǎo)致三元鋰電池一直承受著高昂的成本壓力。
同時(shí),鐵鋰材料與三元材料中更稀缺的鎳、鈷和錳相比,具有明顯的價(jià)格和成本優(yōu)勢(shì),因?yàn)槠涑煞种饕橇畠r(jià)的鐵和磷。
因此,三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的優(yōu)缺點(diǎn)是互補(bǔ)的。磷酸鐵鋰的優(yōu)點(diǎn)是高性和低成本。理論上,磷酸鐵鋰電池可以承受大約三元鋰電池兩倍的溫度,并且在分解狀態(tài)下不會(huì)釋放氧氣,自燃風(fēng)險(xiǎn)低。
再加上更多的充電周期,且不含稀有金屬鈷,因此具有較大的成本優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然,磷酸鐵鋰的缺點(diǎn)是能量密度低、低溫衰減嚴(yán)重、剩余功率估計(jì)誤差大等。
從理論上講,如果三元鋰和磷酸鐵鋰電池按一定比例串聯(lián)在一起,就可以得到各方面相對(duì)均衡的電池。而串聯(lián)后,由于電池系統(tǒng)具有更好的鐵鋰電池的耐熱性,如果熱失控,鐵鋰電池也可以在一定程度上阻斷熱傳導(dǎo)。
然而,尚未生產(chǎn)出此類系列產(chǎn)品,這意味著這種理論上可行的解決方案在實(shí)踐中遇到了巨大且無(wú)法解決的問(wèn)題。
鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。以前,因?yàn)殇嚱饘俚幕瘜W(xué)性質(zhì)非?;顫姡瑢?duì)加工、保存、使用,環(huán)境要求非常高,所以鋰電池長(zhǎng)期沒(méi)有得到應(yīng)用。隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展鋰電池現(xiàn)在已經(jīng)成為了主流。