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三元聚合物電池有什么優缺點？
來源:三元聚合物電池
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作者:友創偉業
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發布時間: 2020-12-18
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三元聚合物電池是指正極材料使用鎳鉆錳酸鋰（Li（NiCoMn）O2）三元正極材料的鋰電池，三元聚合物電池優缺點明顯。是以鎳鹽、鉆鹽、錳鹽為原料，里面鎳鉆錳的比例可以根據實際需要調整，三元材料做正極的電池相對于鈷酸鋰電池安全性高，但是電壓會變低。
一、三元聚合物電池優點
三元聚合物電池發明以來在各方面不斷改性，循環次數不斷增加，目前適當增加成本，已經可以達到1500次以上，而且三元聚合物鋰電池安全性能也在不斷改善，越來越向磷酸鐵鋰靠近。近兩年新出現的鎳鉆鋁新三元材料，雖然在電池制造過程中對環境要求較高，但是其穩定性與安全性進一步提高，為多家電池廠家所認可試產。
1、電壓平臺高。
電壓平臺是電池能量密度的重要指標，決定著電池的基本效能和成本，因此對電池材料的選用，有重要的意義。電壓平臺越高，比容量越大，肯定同樣體積、重量，甚至同樣安時的電池，電壓平臺比較高的三元材料鋰電池續航里程更遠。三元材料的電壓平臺明顯比磷酸鐵鋰高，高線可以達到4.2伏，放電平臺可以達到3.6或者3.7伏。
2、能量密度高，振實密度高
電池的能量密度也就是電池平均單位體積或質量所釋放出的電能。電池的能量密度越大，單位體積內存儲的電量越多。磷酸鐵鋰電池的單體能量密度為150Wh/kg，三元鋰電池能量密度則達到了200Wh/kg。
3、循環性能好，電池壽命長
三元鋰電池的理論壽命是2000次充放電循環，但在實際使用中，當進行900次的充放電循環后，電池容量就基本衰減到了55%。但如果每次電池充放電都控制在0%-50%或者25%-75%的循環中工作，即使經過3000次的充放電循環，電池容量基本還能能夠保持在70%左右。但這同樣需要優秀的電池管理系統。
磷酸鐵鋰電池循環壽命理論也在2000次以上，但是實際使用在500次左右。不過，磷酸鐵鋰電池有一個致命的缺點，那就是低溫性能較差，即使將其納米化和碳包覆也沒有解決這一問題。研究表明，一塊容量為3500mAh的電池，如果在-10℃的環境中工作，經過不到100次的充放電循環，電量將急劇衰減至500mAh，基本就報廢了。所以在北方，這種電池的工況實在是讓人擔憂的。
按三元里電池循環1000次來計算，三天一次完全充放電，使用壽命達到8.3年，即使有損耗過程，同樣可以達到7年多。
二、三元聚合物電池缺點
三元聚合物電池的元素有毒，三元鋰電池大功率充放電后溫度急劇升高，高溫后釋放氧氣極容易燃燒。
三元鋰電池弱點在于穩點性較差，如果內部短路或是正極材料遇水，都會有明火產生，三元鋰電池在180-250℃就扛不住了。
三元聚合物電池會有一層鋼殼保護，還有過充保護（OVP）、過放保護（UVP）、過溫保護（OTP）、過流保護（OCP），擁有一整套電池管理系統，能夠將活性更高的三元鋰電池管理地更好。
針對三元聚合物電池安全性能上的缺點，對策如下：
選擇安全性能最優配比的三元材料,三元材料中的鎳含量越高，材料的穩定性越差，安全性也就越差，目前安全性最好的主流三元鎳鉆錳配比為1：1：1，即通常所說的111三元，111的三元之所以穩定性最好，主要因為：
1、鎳所占的比例較低（相對于422/523等），材料制備過程中更容易形成完整的層狀結構，同時兼顧了能量密度。
2、錳的比例較高（相對于422/523等），錳是三元材料中其結構穩定性的重要元素。
3、鎳和錳的比例為1：1，鎳和錳同時為穩定性最高的正2價和正4價。
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