磷酸铁锂、 三元锂电池、固态锂电池 谁是动力电池的未来
2017-08-16
锂电世界小王子4120三元锂电池
三元锂电池全称是“三元材料电池”，一般是指采用镍钴锰酸锂（Li（NiCoMn）O2，NCM）或镍钴铝酸锂（NCA）三元正极材料的锂电池，把镍盐、钴盐、锰盐作为三种不同的成分比例进行不同的调整，所以称之为“三元”。
缺点：高温条件下，三元锂电池的三元材料会在200℃时发生分解，在高温作用下极易发生燃烧或爆炸的现象。
从制造成本上来看，三元锂电池所必需的钴元素在我国储量较少，大部分靠海外进口，受到市场波动影响非常大，所以三元锂电池的成本居高不下。
三元锂电池产品已经趋于成熟，美国特斯拉Model系列车型已经实现突破，其Model 3即将规模化销量，进一步论证三元锂动力电池的可行性。Model 3采用全新21700电池，相比18650电池在外观上变长变粗，能量密度也提高了20%，单体电池容量可达3~4.8Ah，大幅提升35%。毫无疑问，当前三元锂动力电池已然为主流产品。
固态锂电池
除了现在市场上主流的三元锂电池与磷酸铁锂电池之外，越发被人重视的固态锂电池则被称为未来的电池新星。
传统的液态锂电池被称为“摇椅式电池”，摇椅的两端为电池的正负两极，中间为液态电解质。锂离子像一个运动员，在摇椅两端来回奔跑，锂离子从正极到负极再到正极的运动过程中，电池的充放电过程就完成了。而固态电池的电解质为固态，具有的密度以及结构可以让更多带电离子聚集在一端，传导更大的电流，进而提升电池容量。
从技术潜力角度来看，三元锂动力电池能量密度提升相对困难，全固态锂电池能量密度提升，从理论上讲更具可行性。一是全固态锂电池电压平台提升，固态电解质比有机电解液普遍具有更宽的电化学窗口，有利于进一步提升电池的能量密度；二是固态电解质能阻隔锂枝晶生长，材料应用体系范围大幅提升，为具有更高能量密度空间的新型锂电技术奠定基础。三是全固态锂电池当前能量密度约400 Wh/Kg，预估最大潜力值达900 Wh/Kg，有超过100%的提升空间。
固态锂电池在继承传统锂电池的优点基础上，安全性、能量密度等方面有了大幅进步。目前，目前全固态锂电池研发可提供的能量密度基本可达 300~400Wh/kg，其有望成为作为下一代高能量密度动力和储能电池技术的重要发展方向，为学术界和产业界的共识。
总而言之，磷酸铁锂技术路线正在被替代，三元锂电池技术路线已经成为主流，全固态锂电池或新锂离子电池技术路线将逐步替代三元锂。
未来，新能源汽车的健康与规模化推广应用，很大程度上取决于高安全、高续航里程的动力电池的支撑力度。当前，新能源汽车动力电池技术进步将受国家政策、外部竞争的双重压力驱动，这就要求现有三元锂动力电池技术持续提升，同时也需要新的锂离子电池的技术攻关和突破，以实现颠覆性的革新。对动力电池企业说，现在是最好的时期，也是最坏的时期。
