各种锂离子电池的优缺点是什么?

各种锂离子电池的优缺点是什么?

我不是大拿，根据自己的相关经验和研究来写的，只供参考。

以下只是针对民用市场，特种行业不懂也不敢妄为。

锂钴氧化物分离线

锂钴氧化物是商用锂离子电池的第一个负极数据，早在90年代索尼就推出了第一款锂钴氧化物锂离子电池。锂钴氧化物的优点是能量密度高，循环功能好，缺点是价格昂贵，热稳定性不好(简单来说就是安全性不好)。钴是一种不常见的金属，没有独立的矿藏，重要在自然界中以伴生矿物的形式存在。非洲占世界钴资源的70%以上。钴的价格比较高，前两年炒近70万元/吨(金属价格，下同)，近年来跌了一些，也要30万左右。因此，如何降低钴的用量是锂离子电池负极数据非常重要的研究方向。

锂离子电池的消费市场基本上分为两大块:一块是数码3C，另一块是动力锂电池，储能基本上被归类为动力这一块。目前数字3C商城的重要正数据仍然是锂钴酸，因为锂钴酸稳定性好，能量密度高。数码类电池能量小，即使安全几乎没有关系，烧了烧也没什么大不了的。数字电池市场经过多年的发展，基本上可以说是一个股票市场，增值不大。然而，随着5G购物中心的发展，未来的数字电池购物中心仍有发展的空间。

镍酸锂分界线

镍酸锂的优势是便宜，镍的价格在10万元/吨左右，与钴相比便宜得多，能量密度也不差。但其致命的缺点是，在制备过程中，阳离子重排会导致结构不稳定，特别是在湿度(露点)控制不好的情况下，会导致严重的充气甚至安全问题。所以基本上，没有商用的锂离子电池是以镍酸锂为正极的。

锰酸锂分界线

锰酸锂的优势是比较便宜，锰的价格只有1万多/吨，相关于钴和镍是非常便宜的。锰酸锂的能量密度很好，安全性能没有问题，但致命的问题是循环性能极差。其原因是锰在充放电过程中，其晶体结构会受到jahn-teller效应的影响，结构会发生变形和坍塌，锰离子会逐渐溶解在电解液中。使用锰酸锂的锂离子电池的循环寿命大约为300-400周，而钴酸锂离子电池的循环寿命为数千周。因此，现在锰酸锂离子电池都是小批量生产，一般来说，一些低端的使用市场(如电动工具等)，对这种电池的使用寿命要求不高。

三元数据分割线

说了这三种过渡金属化合物的正极数据，让我们来看看它们的组合，这三种正极。所谓三元，是由镍、钴、锰三种元素组合而成，重要目的是减少钴的使用，节约资金。三元组的能量密度较高，循环寿命和钴酸锂接近或优于钴酸锂，热稳定性好，优于钴酸锂，只能这么说……正因为它有这么多的优点，成本相对较低，所以是近年来锂离子电池动力数据的主力。

磷酸铁锂分界线

首先，结论:磷酸铁锂是未来几年动力离子电池市场的一匹黑马!(个人意见，轻喷!)磷酸铁锂是古德诺先生对锂电的伟大贡献之一，因为铁和磷是很常见的，很便宜的材料，磷酸铁锂有很好的循环寿命，运行2000次循环很好，3000周并不是一个梦想。更重要的是，它的安全性能还不错，就像3元电池做针灸实验相同，基本上扎一烧一，磷酸铁锂离子电池针灸失败的概率要小得多。但这类数据在电力市场上的使用还不到三元，它也有致命的缺点。在我看来，只有两点，一是低能量密度，这重要取决于它的电压通道(有关什么是电压通道，请参考物理化学中电化学热力学的内容)。一般情况下，三元电池的电压通道约为3.7v，磷酸铁锂约为3.2v，能量输出略低;其次，其低温功能范围，一旦使用低于0度，可能无法正常充放电。当然,第二个问题可以处理技术,在电池组+加热系统,当电池充电和放电加热第一次,但这一次是新增成本,第二个目的是为了新增能源消耗,虽然不是说小事聪明大事聪明,但简而言之。

动力锂离子电池一直以来都是商城的政策，也就是说，这个商城实际上不是由个人的购买意愿构成的，二是国家政策在推动。几年前汽车公司骗补的那么多，反过来说明假如没有补贴，其实大家都是玩不下去的，所以国家政策在动力锂电池市场的用途是决定性的。国家援助标准的变化表明，在过去几年里，对能源密度和范围的强调每年都在新增。磷酸亚铁锂在这个营地路由,能量密度由于电池组(系统)水平,磷酸铁锂离子电池的能量密度只有100wh/公斤,远低于最低标准的补贴150wh/公斤,这导致很多制造商和动力锂电池公司工作,不敢使用磷酸亚铁锂,几年前因为它用了不到津贴。所以在过去的几年里，磷酸铁锂离子电池只能在一些边缘的购物中心使用，比如储能，或者一些没有补贴的购物中心，比如国际购物中心。

但在过去一年左右的时间里，我国的发展方向发生了戏剧性的变化，或许从以前强调的能源密度，转向了更全面的功能，比如是否应该将安全纳入这些目标，目前也在对这些目标进行审查。再加上补贴的持续下降，明年甚至可能取消(本来是今年，但可能会被疫情推迟)，磷酸铁锂的成本和安全优势变得明显。

另一个因素，更确切地说，是领头羊，是特斯拉进入我国选择了CATL的锂铁磷酸盐电池。特斯拉是电动汽车行业的标杆，我想几乎没有人会否认这一点。它可以选择磷酸铁锂而不是三元电池，可以明确职业发展的方向。当然，我并不是说三元电池会在几分钟内消失，但是磷酸铁锂市场份额的上升已经是板上钉钉的事了。市场反应总是比政策和风慢，所以在未来一两年可能会有大量的磷酸铁锂电动汽车进入市场。顺便说一句，比亚迪会笑死的。

钛酸锂的分界线

上述比亚迪，不得不说在珠江口对面的另一家公司珠海银龙。新能源公司是我国最大的(或许也是唯一的)钛酸锂离子电池供应商。与上述不同，钛酸锂用作负极。钛酸锂的优点是在充放电循环过程中，体积变化率很小，导致其结构非常稳定，循环寿命超级好。但是，相似，也是这一优势…

钛的价格并不便宜，这导致其推广有必然的阻碍。此外，钛酸锂作为负极材料，其电压过高，导致整个电池的电压通道过低，能量输出过低。最后，虽然在循环过程中，钛酸锂的体积变化不大，但会出现严重的气体，导致电池膨胀。银龙声称，气体生产的问题是通过纳米级技术来解决的，很难在生产中使用，任何曾经从事过实际数据生产的人都了解这一点。所以整个钛酸锂产业化项目其实是个骗局，当行业介绍普遍不乐观时，只能哄董小姐这一套。