新能源電池四大材料,鋰電池材料有哪些
現(xiàn)階段作為新能源電池的四大材料分別是三元鋰、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰和錳酸鋰,每種材料都有著各自的優(yōu)缺點(diǎn),具體內(nèi)容如下:
1、三元鋰
三元鋰電池也叫三元聚合物鋰電池,三元通常指的是鎳、鈷、錳這三種原材料,三元鋰電池是將三種原材料通過不同比例混合并加入一定化學(xué)添加劑后,所獲得的產(chǎn)物。
這類電池最大的優(yōu)點(diǎn)就是能量密度大,且低溫環(huán)境下的放電性能比較好,多用于長續(xù)航的新能源車型。不過由于其原材料的化學(xué)穩(wěn)定性較差,所以三元鋰電池的安全性不高,發(fā)生熱失控的風(fēng)險(xiǎn)要略高于其他類型的電池,在新能源汽車中,三元鋰電池2022年上半年的裝車量占比為41%。
2、磷酸鐵鋰
磷酸鐵鋰在被發(fā)現(xiàn)之初,就因其穩(wěn)定的橄欖石結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性,被認(rèn)為是最安全的鋰離子電池正極原材料,與三元鋰電池相比,磷酸鐵鋰具有壽命長、安全性高、成本低的優(yōu)勢(shì),但是其能量密度和低溫放電性能要差于三元鋰材料。
憑借著以上幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì),磷酸鐵鋰電池在新能源汽車的占比常年高于三元鋰電池,據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2022年上半年,磷酸鐵鋰電池的裝車量占比就高達(dá)58.8%,除了應(yīng)用于新能源汽車以外,磷酸鐵鋰同樣在儲(chǔ)能設(shè)備、小型用電設(shè)備、小型電器等領(lǐng)域大放光彩。
3、鈷酸鋰
鈷酸鋰一般指的是氧化鋰鈷LiCoO2,是鋰離子電池的一種正極材料之一,其主要優(yōu)點(diǎn)分別為工作電壓高、放電平穩(wěn)、比能量高、循環(huán)性能好,但由于使用了稀有金屬鈷,所以鈷酸鋰電池的制造成本非常高,且鈷材料的穩(wěn)定性也不太好,使得電池的安全性較差。
目前鈷酸鋰電池主要還是用于手機(jī)、筆記本電腦等電子設(shè)備領(lǐng)域,不過特斯拉看中了其電壓高、能量密度高的優(yōu)點(diǎn),將其制成了18650型鈷酸鋰電池,主要用于特斯拉Model S和Roadster。
4、錳酸鋰
錳酸鋰是一種無機(jī)化合物,最初被發(fā)現(xiàn)于1981年,作為電極材料,它有著成本低、安全性高、電位高、環(huán)保無污染等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是有望取代鈷酸鋰的正極材料。
不過這一材料也并非完美,錳酸鋰最致命的兩大缺點(diǎn),能量密度低和循環(huán)性能差目前還未被攻克,所以錳酸鋰電池現(xiàn)階段主要還是用于手機(jī)、筆記本電腦等消費(fèi)級(jí)電子設(shè)備上,但是也有少數(shù)新能源車型使用,比如日產(chǎn)Leaf、雪佛蘭Volt、福特??怂笶V等。
由上文可知,目前用于新能源汽車的鋰電池原材料主要有三元鋰、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰和錳酸鋰,不過當(dāng)下其實(shí)還是以三元鋰和磷酸鐵鋰為主,兩者占據(jù)了新能源電池99%的市場(chǎng)份額。