动力锂离子电池材料路线之争 中日韩三元材料大战

在尝试了市面上超过300种电池后，特斯拉才认定三元锂离子电池。

特斯拉电池技术总监KurtKelty给出的理由是：能量密度更大且稳定性、一致性更好；可以有效降低电池系统的成本；尺寸小但可控性和安全性都不断提高。

事实证明，KurtKelty的选择绝对正确。

在特斯拉从首款车型Roadster向目前最风靡的ModelS“转型”的4年时间里，电池组成本已经下降了约44%，并且会继续下降。

现在，MODELS续航里程能够达到486公里，电池容量达到85kWh（1kwh=1度），采用8142个3.4AH（AH，安时数，是反映电池容量大小的指标之一）的松下18650型电池。工程师们将这些电池以砖、片形式逐一平均分配，最终组成一整个电池包，放置于车身底板。

就在七日，特斯拉公布今年第一季度财报，首席执行官马斯克说，特斯拉与松下达成协议，将建造一座耗资约50亿美元的超级锂离子电池厂。

当特斯拉MODELS在高速公路上飞驰的时候，各方对三元锂离子电池的关注度也以几何级数飞增。

三元聚合物锂离子电池

是指正极材料使用锂镍钴锰三元正极材料的锂离子电池，锂离子电池的正极材料有很多种，重要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。目前三元材料的电芯代替了之前广泛使用的钴酸锂电芯，在笔记本电池领域广泛被使用。

“用苹果和安卓（智能手机）的都是好孩子，因为每天必须按时回家……充电。”

这个流传甚广的段子不仅调侃了当下人们对电子产品严重的依赖性，更加有意思的是，它还折射了一种科技界的流行症——对电池容量小、充电次数频繁的焦虑。

焦虑症蔓延的时候，特斯拉出现了，还带来一个救星：三元锂离子电池。

“旋风”突袭之前，有关电池以及充电问题的讨论被不断放大，篇幅远远超过特斯拉汽车的其他性能。但很快，当特斯拉最知名车型MODELS采用三元锂离子电池（即以镍钴铝三元材料为正极材料的锂离子电池）的消息传出，整个电池业豁然开朗。

大而化小。这款应用于电动汽车的技术，适时缓解了从智能手机到可穿戴设备，甚至充电宝等小型电子产品的“充电焦虑症”。锂离子电池，也正式迎来三元材料时代。

正极材料锂离子电池之心

我们的手机里、手表里、平板电脑里，锂离子电池无所不在。

这种在当代被广泛应用的产品，据考证灵感最早来源于爱迪生。他曾使金属锂和二氧化锰发生用途，出现放电反应。

经过这么多年的技术发展和改进，今天，一颗合格锂离子电池的基本组成包括外壳、正极材料、负极材料、隔膜、电解液等。其中，正极材料有关锂离子电池的能量密度、安全性、循环寿命等起着决定性用途，占锂离子电池成本的40%，其技术发展也变得尤为关键。

目前，主流的正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂以及镍钴锰酸锂三元材料等。就能量密度、成本、安全性、热稳定性和循环寿命来看，上述主流正极材料的表现各有千秋，这也导致动力锂离子电池正极材料技术路线出现分化。

但无论如何，对锂离子电池而言，钴金属是必不可少的材料。

不过，金属钴一方面价格高昂，一方面存在毒性，无论技术领先的日韩公司还是国产电池厂商近年来都致力于电池“少钴化”。

在这种趋势下，以镍盐、钴盐、锰盐为原料制备而成的镍钴锰酸锂三元材料渐渐受到推崇。从化学性质角度出发，三元材料属于过度金属氧化物，电池的能量密度较高。

尽管在三元材料中，钴的用途仍不可缺少，但质量分数通常控制在20%左右，成本显著下降。而且同时兼具钴酸锂和镍酸锂的优点。

随着近年来国内外厂商不断加码生产，以三元材料为正极材料的锂离子电池取代商用钴酸锂的趋势已十分明显。

大到电动汽车，小到智能手机、可穿戴设备或者充电宝，这种新型技术都完全适用。