三元锂电池是一种锂离子电池。锂离子电池的一种分类方法是按正极材料分类。锂电池的正极材料有很多种,主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。
通常,锂电池的正极材料是钴酸锂,三元锂电池是使用三元材料镍钴锰酸锂作为正极材料的锂电池。
还有使用镍、钴和铝作为正极材料的三元锂电池。锂镍钴锰酸比锂钴酸便宜,目前的三元材料电池已经取代了此前广泛使用的锂钴锰电池。
从材料本身的结构来看,三元材料在相同数量的锂离子下具有更低的分子量,因此其比容量高于铁锂,电池的能量密度也更高。
三元材料的晶体结构是层状的。在充放电过程中,Li+被嵌入到MO6的层间结构中(Mn=Ni,Mn,Co)。随着镍含量的增加,脱嵌Li+增加,三元材料的理论容量和电池能量密度增加。
磷酸铁锂晶体呈现三维网状橄榄石结构,形成一维Li+传输通道,限制了Li+的扩散。同时,八面体FeO6是共顶点连接的,导致电子迁移率比三元层状结构慢100-1000倍。
三元正极中的锂离子可以在两个不同的方向上移动,这使得电池比锂铁更强大,充电和放电能力更强。
进入新能源时代,以磷酸铁锂电池取代铅酸电池作为启动电池形式,历经十余年研发和技术创新,率先使用磷酸铁锂电池实现整车无铅化。借助其在电池领域的优势资源和技术储备,迅速开发出磷酸铁锂汽车启动电池。虽然成本比铅酸电池高,但解决了铅酸电池作为汽车启动电池带来的各种问题。
锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。以前,因为锂金属的化学性质非常活泼,对加工、保存、使用,环境要求非常高,所以锂电池长期没有得到应用。随着现代科学的发展锂电池现在已经成为了主流。