有关三元锂离子电池和固态锂离子电池解析

三元锂离子电池

三元锂离子电池全称是三元材料电池，一般是指采用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2，NCM)或镍钴铝酸锂(NCA)三元正极材料的锂离子电池，把镍盐、钴盐、锰盐作为三种不同的成分比例进行不同的调整，所以称之为三元。

优势：三元锂离子电池的低温性能优异，在-30℃条件下可保持正常电池容量，更适应北方低温地区的使用条件。三元电池的能量密度180Wh/kg，今后还有很大的提升空间。

其标称电压可达到3.6-3.8V，能量密度比较高，电压平台高，振实密度高，续航里程长，输出功率较大。

缺点：高温条件下，三元锂离子电池的三元材料会在200℃时发生分析，在高温用途下极易发生燃烧或爆炸的现象。

从制造成本上来看，三元锂离子电池所必需的钴元素在我国储量较少，大部分靠海外进口，受到市场波动影响非常大，所以三元锂离子电池的成本居高不下。

三元锂离子电池产品已经趋于成熟，美国特斯拉Model系列车型已经实现冲破，其Model3即将规模化销量，进一步论证三元锂动力锂离子电池的可行性。Model3采用全新21700电池，相比18650电池在外观上变长变粗，能量密度也提高了20%，单体电池容量可达3~4.8Ah，大幅提升35%。毫无疑问，当前三元锂动力锂离子电池已然为主流产品。

固态锂离子电池

除了今朝市场上主流的三元锂离子电池与磷酸铁锂离子电池之外，越发被人重视的固态锂离子电池则被称为将来的电池新星。

传统的液态锂离子电池被称为摇椅式电池，摇椅的两端为电池的正负两极，中间为液态电解质。锂离子像一个运动员，在摇椅两端来回奔跑，锂离子从正极到负极再到正极的运动过程中，电池的充放电过程就完成了。而固态电池的电解质为固态，具有的密度以及结构可以让更多带电离子集中在一端，传导更大的电流，进而提升电池容量。

从技术潜力角度来看，三元锂动力锂离子电池能量密度提升相对困难，全固态锂离子电池能量密度提升，从理论上讲更具可行性。一是全固态锂离子电池电压平台提升，固态电解质比有机电解液普遍具有更宽的电化学窗口，有利于进一步提升电池的能量密度;二是固态电解质能阻隔锂枝晶生长，材料使用体系范围大幅提升，为具有更高能量密度空间的新型锂电技术奠定基础。三是全固态锂离子电池当前能量密度约400Wh/Kg，预估最大潜力值达900Wh/Kg，有超过100%的提升空间。

固态锂离子电池在继承传统锂离子电池的优势基础上，安全性、能量密度等方面有了大幅进步。目前，目前全固态锂离子电池研发可供应的能量密度基本可达300~400Wh/kg，其有望成为作为下一代高能量密度动力和储能电池技术的紧要发展方向，为学术界和产业界的共识。

总而言之，磷酸铁锂技术路线正在被替代，三元锂离子电池技术路线已经成为主流，全固态锂离子电池或新锂离子电池技术路线将逐步替代三元锂。