【聚焦】從熱捧到遇冷 三元電池陷動(dòng)力電池材料之爭(zhēng)

在年初舉辦的中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇(2016)上，工業(yè)和信息化部裝備司司長(zhǎng)張相木表示，工信部將組織開展對(duì)三元鋰電池的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，在評(píng)估完成前，暫停三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄；近日又傳一眾車企負(fù)責(zé)人已趕赴北京，商討關(guān)于純電動(dòng)商用車不再使用三元材料動(dòng)力電池的相關(guān)事宜。這些新聞，似乎給備受追捧的三元材料電池潑了一盆冷水。

　　自1991年日本Sony公司研制并實(shí)現(xiàn)了鋰離子電池的商品化以來，鋰離子電池就以其質(zhì)量輕、體積小、比能量高、自放電小、循環(huán)性能好、污染小和無記憶效應(yīng)等特點(diǎn)，成為了21世紀(jì)最具有應(yīng)用前景的綠色二次電池之一。

　　1.從被關(guān)注到研究突破

　　‘鋰離子電池正極材料’，般選用過渡性金屬氧化物，目前所用的正極材料主要是鈷、鎳、錳的氧化物，如鈷酸鋰(Lithium Cobalt Oxide)、鎳酸鋰(Lithium Nickel Oxide)、錳酸鋰(Lithium Manganese Oxide)、磷酸鐵鋰(LiFePO4)、鎳鈷錳三元材料。

常用鋰離子電池正極材料的性能

　　從上表可以看出，消費(fèi)類電池對(duì)能量密度要求較高，主要采用鈷酸鋰，但鈷是戰(zhàn)略資源，有毒性，且價(jià)格高、安全性能差。鎳鈷錳酸鋰三元正極材料比容高、循環(huán)性能能好、熱穩(wěn)定性好、成本低，是一種理想的鋰離子電池正極材料，逐漸擠壓鈷酸鋰的市場(chǎng)份額。

　　‘三元材料’卻以其低成本和良好的電化學(xué)性能引起了人們的關(guān)注。不過，三元材料本身也存在著缺陷，想要在高端市場(chǎng)和動(dòng)力型市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位，還需要不斷地探索。

　　隨著‘三元材料’前驅(qū)體制備工藝和粉體燒結(jié)技術(shù)的提高，以及微米級(jí)一次顆粒三元材料合成的成功，如今的‘三元正極材料’已具有更加完整的晶體結(jié)構(gòu)、較高的壓實(shí)密度和優(yōu)異的電極加工性能，它的壓實(shí)密度已接近鈷酸鋰的水平。

　　三元材料的種類很多，如上圖所示，按照過渡金屬離子相對(duì)含量的不同，目前商業(yè)化的三元系列的材料可分為以下幾種：LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 (簡(jiǎn)稱111三元材料)、LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2 (簡(jiǎn)稱424三元材料)和LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 (簡(jiǎn)稱523三元材料)。

　　其中，關(guān)于111的研究和實(shí)際應(yīng)用最多。此外，基于減少Co的含量以降低成本，同時(shí)降低材料中電化學(xué)非活性Mn的含量，從而提高材料的比容量的考慮，LiNi0.4Co0.4Mn0.2O2 (442)和LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(811)也受到關(guān)注。

1  2  3  4  下一頁>