为何三元锂离子电池能够提高新能源电车的续航里程

长期以来，缺乏高性能的正极材料是我国新能源汽车及其动力锂离子电池产业发展的痛点。作为国内专注于锂电正极材料研发的上市公司技术创始人，陈彦彬率领研发团队于2014年在国内率先开发成功并量产的车用动力锂电正极材料，其具有比容量高、循环寿命长、压实密度高、低温性能优异等四大性能优势，相应的动力锂电池单体能量密度达到230Wh/kg，循环寿命达到4000次，低温充放电性能优势也十分突出，已成为国内外高端电动汽车用动力锂离子电池的首选正极材料。在2017年度北京市科学技术奖评选中，该项目荣获二等奖。

据了解，目前已经商业化应用的锂离子电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和NCM(镍钴锰)三元材料等产品。国内电动汽车发展初期，动力锂电池由采用磷酸铁锂正极材料的电池主导，虽然这种正极材料制作的电池的循环寿命较好，但能量密度比较低，这就导致电动汽车的续航里程相对较短。

能量密度、循环寿命、高温存储稳定性、低温特性、安全性、成本是动力锂离子电池的几项关键指标。陈彦彬说。

随着乘用车对长续航里程的需求越来越迫切，必须开发更高能量密度的锂离子电池正极材料。

高镍三元材料可以显著提升锂离子电池的能量密度,在单位体积或单位重量的电池中可储存的电量更多,因而逐渐成为乘用车动力锂电池市场的主流。陈彦彬说，从技术角度来看，三元材料能量密度、输出特性、循环寿命、存储稳定性、安全性等重要性能指标相对而言比较均衡，因此是未来动力锂电池正极材料的主流方向。

与常规三元材料NCM111、NCM523相比，NCM622比容量高，用其制作的电池能量密度可达到230Wh/kg以上。

更高镍含量的NCM811和NCA尽管能量密度高，但制备难度大、生产成本高、安全风险大，目前重要用于小尺寸的圆柱电池（5Ah以下），应用于大型的方形电池和铝塑膜软包装电池（50Ah以上）还面对诸多的技术挑战。陈彦彬说，因而NCM622是当前乃至未来几年内高端大型动力锂电池的首选正极材料。

相关资料显示，大众、宝马在其配套的动力锂电池选择上，采用了高镍NCM622，未来会采取更高镍含量的三元材料。动力锂电池公司中，包括松下、LG、SK、三星等国际公司都在向高镍三元材料动力锂离子电池进军。

在国内市场，无论是北汽新能源、比亚迪、吉利、众泰等主流电动汽车企，还是宁德时代、孚能、卡耐、捷威动力等主流的动力锂电池公司，都在加大高镍三元电池的开发和应用。

从未来市场趋势来看，电池单体的能量密度要达到280Wh/kg，甚至300Wh/kg以上，所以高镍三元材料的应用将会成为一个长期的主流趋势。