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三元锂电池的寿命有多长?三元锂电池材料技术有哪些特点?

所谓锂电池寿命是指电池在使用过一段时间后,容量衰减为标称容量(室温25℃,标准大气压,且以0.2C放电的电池容量)的70%,即可认为寿命终止。行业内一般以锂电池满充满放的循环次数来计算循环寿命。

三元锂电池的理论寿命约为800次循环,在商业化的可充电锂电池中属于中等。磷酸铁锂约为2000次,而钛酸锂据说可以达到1万次循环。目前主流的电池厂家在其生产的三元电芯规格书中承诺大于500次(标准条件下充放电),但是电芯在配组做成电池包后,由于一致性问题,主要是电压和内阻不可能完全一样,其循环寿命大约为400次。另外,锂电池若是经常在高倍率和高温环境下放电,电池寿命会大幅下降到不足200次。

提高能量密度的关键在于正极材料,正极材料决定了锂离子电池的主要性能。其中,三元材料是指含镍钴锰三种元素或镍钴铝三种元素组成的正极材料,即镍钴锰酸锂(以下简称“NCM”)或镍钴铝酸锂(以下简称“NCA”)。

根据三元材料中镍、钴、锰元素含量的不同,NCM 材料又可分为 NCM523、NCM622 、NCM811 等 ,NCM523 即 指三元材料的化学组成为Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2。NCA 则由铝元素替代了锰元素。三元材料的技术优势在于综合 LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2 或 LiAlO2 三种材料的优点,使得 Ni、Co、Mn 或 Al 发挥协同效应。Ni 主要作用为提高能量密度;Co 主要作用为稳定三元材料层状结构,提高材料的电子导电性和改善循环性能;Mn 主要作用为降低成本,改善材料的结构稳定性和安全性。不同的元素配比可以获得不同的电极特性。

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