锂離子電池是一種 二次電池 （ 充電電池 ），它主要依靠 锂離子 在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中，Li 在兩個 電極 之間往返嵌入和脫嵌：充電時，Li 從正極脫嵌，經過電解質嵌入負極，負極處于富锂狀态；放電時則相反。

在自然界中，锂元素是最輕的，原子質量最小的金屬，它的原子量為6.94g/mol，ρ=0.53g/cm3。锂化學性質活潑，極易失去電子被氧化為Li ，因此标準電極電位最負，為-3.045V，電化學當量最小，為0.26g/Ah，锂元素的這些特點決定了它是一種具有很高比能量的材料。三元锂電池是指采用鎳钴錳三種過渡金屬氧化物為正極材料的锂二次電池。它充分綜合了钴酸锂良好的循環性能、鎳酸锂的高比容量和錳酸锂的高安全性及低成本等特點，利用分子水平混合、摻雜、包覆和表面修飾等方法合成鎳钴錳等多元素協同的複合嵌锂氧化物。是目前被廣泛研究和應用的一種锂離子可充電電池。

所謂锂電池壽命是指電池在使用過一段時間後，容量衰減為标稱容量（室溫25℃，标準大氣壓，且以0.2C放電的電池容量）的70%，即可認為壽命終止。行業内一般以锂電池滿充滿放的循環次數來計算循環壽命。在使用的過程中，锂電池内部會發生不可逆的電化學反應導緻容量下降，比如電解液的分解，活性材料的失活，正負極結構的坍塌導緻锂離子嵌入和脫嵌的數量減少等等。實驗标明，更高倍率的放電會導緻容量更快的衰減，如果放電電流較低，電池電壓會接近平衡電壓，能釋放出更多的能量。

三元锂電池的理論壽命約為800次循環，在商業化的可充電锂電池中屬于中等。磷酸鐵锂約為2000次，而钛酸锂據說可以達到1萬次循環。目前主流的電池廠家在其生産的三元電芯規格書中承諾大于500次（标準條件下充放電），但是電芯在配組做成電池包後，由于一緻性問題，主要是電壓和内阻不可能完全一樣，其循環壽命大約為400次。廠家推薦SOC使用窗口為10%~90%，不建議進行深度充放電，不然會對電池的正負極結構造成不可逆的損傷，若是以淺充淺放來計算的話，循環壽命至少有1000次。另外，锂電池若是經常在高倍率和高溫環境下放電，電池壽命會大幅下降到不足200次。

三元锂電池在容量與安全性方面比較均衡，是一款綜合性能優異的電池。三種金屬元素的主要作用和優缺點如下：

Co3 ：減少陽離子混合占位，穩定材料的層狀結構，降低阻抗值，提高電導率，提高循環和倍率性能。

Ni2 ：可提高材料的容量（提高材料的體積能量密度），而由于Li和Ni相似的半徑，過多的Ni也會因為與Li發生位錯現象導緻锂鎳混排，锂層中鎳離子濃度越大，锂在層狀結構中的脫嵌越難，導緻電化學性能變差。

Mn4 ：不僅可以降低材料成本，而且還可以提高材料的安全性和穩定性。但過高的Mn含量會容易出現尖晶石相而破壞層狀結構，使容量降低，循環衰減。

能量密度高是三元锂電池的最大優勢，而電壓平台是電池能量密度的重要指标，決定着電池的基本效能和成本，電壓平台越高，比容量越大，所以同樣體積、重量，甚至同樣安時的電池，電壓平台比較高的三元材料锂電池續航時間更長。單體三元锂電池放電電壓平台高達3.7V，磷酸鐵锂為3.2V，而钛酸锂僅為2.3V，因此從能量密度角度來說，三元锂電池比磷酸鐵锂，錳酸锂或者钛酸锂具有絕對優勢。

安全性較差和循環壽命較短是三元锂電池的主要短闆，尤其是安全性能，是一直限制其大規模配組，和大規模集成應用的一個主要因素。大量實測表明，容量較大的三元電池很難通過針刺和過充等安全性測試，這也是大容量電池中一般都要多引入錳元素，甚至混合錳酸锂一起使用的原因。500次的循環壽命在锂電池中屬于中等偏下，因此三元锂電池目前最主要的應用領域是3C數碼等消費類電子産品。

想了解更多關于锂電的信息，歡迎關注锂電老兵馬工，每日為你分享锂電故事！

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!