三元鋰電池的材料
三元鋰電池之所以被成為三元鋰電池，就是因?yàn)槠湔龢O材料采用了包含鎳、鈷、錳（或鋁）三種金屬元素的三元聚合物。
三元鋰電池的三元指的是鎳（Ni）鈷（Co）錳（Mn）三種元素。這三種元素中鎳和鈷是活性金屬，錳不參與電化學(xué)反應(yīng)。一般來說，活性金屬成分含量越高，電池容量就越大，但當(dāng)Ni的含量過高時(shí)，會(huì)引起Ni2+占據(jù)Li+的位置，加劇了陽離子混排，從而導(dǎo)致容量降低。
Co也是活性金屬，但能起到抑制陽離子混排的作用，從而穩(wěn)定材料層狀結(jié)構(gòu)。Mn作為非活性金屬主要起到穩(wěn)定反應(yīng)提高安全性的作用。鎳鈷錳三元材料通?？梢员硎緸椋篖iNixCoyMnzO2，其中x+y+z=1。
人們發(fā)現(xiàn)三元鋰電池正極材料中鎳鈷錳比例可在一定范圍調(diào)整，并且其性能隨著鎳鈷錳的比例的不同而變化。
三元鋰電池材料由于其高能量密度可以更好地實(shí)現(xiàn)續(xù)航里程，在新能源汽車上得到很好應(yīng)用，如美國特斯拉純電動(dòng)汽車成功使用日本松下制造的鎳鈷鋁酸鋰電池體系。近年來隨著全球新能源汽車的迅猛發(fā)展，三元鋰電池材料的市場份額將逐漸增加。
三元鋰電池到底安全嗎
三元鋰電池目前也是很多大牌車企的選擇。如常見的北汽性能源、比亞迪、特斯拉、力帆汽車等知名車企，選用的都是這種電池。從電池本身的技術(shù)層面來講，雖然三元鋰電池要比其兩款主流的動(dòng)力電池能量密度大，價(jià)格也相對低廉，但是其安全性在客觀上要低于磷酸鐵鋰電池與錳酸鋰電池。
采用三元鋰電池的某知名品牌的電動(dòng)汽車雖然電池管理系統(tǒng)很強(qiáng)大，但由于三元鋰電池的穩(wěn)定性天生相對差，即使其采用了加強(qiáng)了外護(hù)板、冷卻系統(tǒng)等方面的安全保護(hù)設(shè)計(jì)，但仍然難以完全避免特斯拉電動(dòng)汽車的自燃事故發(fā)生。由此可見，電池材料技術(shù)路線也是導(dǎo)致新能源汽車起火頻發(fā)的重要因素。
但是，由于三元正極材料在電池比能量、比功率、大倍率充電、低溫性能等方面有優(yōu)勢，三元鋰電池在循環(huán)性能方面也會(huì)更好。另外，從適應(yīng)政策的角度來看，因?yàn)槲磥韺δ芰棵芏鹊囊髸?huì)更高，所以三元鋰離子電池的潛力也將得到更大的發(fā)揮。再加上目前三元鋰電池正在不斷加強(qiáng)的電池管理技術(shù)，它的安全性能自然也是很有保障的。
隨著國家對新能源汽車的監(jiān)管和檢測，目前市面上的新能源汽車駕駛安全還是很好的，只要在使用鋰電池時(shí)和充電時(shí)符合正規(guī)的流程和方法，就不會(huì)有太大的問題，之前國內(nèi)出現(xiàn)的自燃車大多是安全指數(shù)不夠的“黑車”，并且駕駛者在充電使用時(shí)沒能確保規(guī)范使用。
三元鋰電池?zé)岱€(wěn)定性較差，堅(jiān)持不到300℃就會(huì)分解出氧分子，遇到電池中可燃的電解液、碳材料后一點(diǎn)就著，產(chǎn)生的熱量進(jìn)一步加劇正極分解，在極短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)爆燃。相比之下，另一種廣泛應(yīng)用的磷酸鐵鋰電池可以堅(jiān)持到700-800℃，而且不會(huì)分解出氧分子，安全性要高得多。
在對電池安全的判斷上，要以能不能達(dá)到安全要求為標(biāo)準(zhǔn)，而不能以材料為標(biāo)準(zhǔn)。三元材料電池有各種不同的配方，不同企業(yè)各自的安全標(biāo)準(zhǔn)不一樣，不能簡單地說三元材料不安全。
但是無論是三元鋰電池亦或者磷酸鐵鋰電池，都躲不開易燃易爆的隱患。簡單來說就是鋰電池在充放電過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，這會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度升高以及單體電池之間的溫度不均勻，從而造成電池的新能不穩(wěn)定。