锂离子电池性能的关键因素是什么

正极材料是决定锂离子电池性能的关键材料之一，也是目前商业化锂离子电池中重要的锂离子来源，其性能和价格对锂离子电池的影响较大。格瑞普目前研制成功并广泛应用的有钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料等。

有关如何在三者之间做选择，我们今天来简单分析一下。

磷酸铁锂

磷酸铁锂离子电池是锂离子电池的一种，是用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。特点是安全稳定性强、耐高温、循环性能好。

三元锂

又被为三元聚合物锂离子电池，指的是镍钴锰酸锂或者镍钴铝酸锂作为正极材料的锂离子电池。由于三元锂离子电池体积更小、能力密度更高，目前正广泛应用于新能源汽车上，比如我们熟知的特斯拉，旗下所有车型都是采用了三元锂离子电池。

钴酸锂

钴酸锂离子电池结构稳定、比容量高、综合性能突出，重要用于中小型号电芯，广泛应用于笔记本电脑、手机、MP3/4等小型电子设备、及其它便携式电子设备中，标称电压3.7V。其特点：电化学性能优越、加工性能优异、密度大，有助于提高电池体积比容量，产品性能稳定，一致性好。

用人如器，知人善任知

从能量密度和安全性综合来看，综合性能更好的磷酸铁锂离子电池、三元锂电和钴酸锂成为了动力锂电池的主流。

1、磷酸铁锂（LFP）：能量密度低，安全性高

磷酸铁锂是目前广受关注的正极材料之一，理论比容量为170mAh/g，实际比容量可达150mAh/g以上，成本低，安全性好，循环寿命长，磷酸铁锂离子电池在工业领域得到广泛应用。

2、钴酸锂（LCO）：适合小型电池，容量高、安全稳定

钴酸锂是第一代商业化正极材料，在几十年的发展中性能提高，成为最成熟的锂离子电池正极材料。钴酸锂具有放电平台高、比容量较高、循环性能好、合成工艺简单等优点。

钴酸锂是小型锂离子电池的最佳选择。目前在3C电子中，大多数使用钴酸锂，在更为重视体积密度的小型电池中，钴酸锂占有着一席之地。

3、三元材料（NCM、NCA）：性能可调控

三元材料是与钴酸锂结构极为相似的锂镍钴锰氧化物（LiNixCoyMn1-x-yO2）的俗称，这种材料在比能量、循环性、安全性和成本方面可以进行均衡和调控。

镍钴锰三种元素的不同配置将为材料带来不同的性能：

镍含量新增将新增材料的容量，但会使循环性能变差；

钴的存在可使材料结构更加稳定，但含量过高会使容量降低；

锰的存在可以降低成本并改善安全性能，但含量过高则会破坏材料的层状结构。

因此，找到三种材料的比例关系以达到综合性能最优化，是三元材料研发的重点。常见配比有NCM111、523、622、811等。NCA（LiNi0.8Co0.15Al0.05O2）则是将其中的锰元素用铝元素来替代，一定程度上改善材料的结构稳定性，但其铝含量较少，可近似看成是一种二元材料。