三元材料锂离子电池优缺点以及市场分析

2020-10-22      1378 次浏览

三元材料因其价格低廉,性能稳定,被称为是锂离子电池的首选材料,而以三元材料为正极的锂离子电池更是具有多种优点。


1、正极为三元锂离子电池材料,负极为人造石墨与其他先进负极材料的混合体。


2、叠片式软包装工艺,该结构电流集流均匀、散热性好、提升了电池倍率性能。


3、采用专利技术处理的隔膜,提高了三元锂离子电池本体安全性,单体电池及模块经过跌落、挤压、针刺、热箱、过充过放等安全性评价试验,满足我国有关电池的标准法规要求。


4、特殊的隔膜材料提高了隔膜的保液能力及孔隙率,减小电池内阻。以1倍率电流充放电,放电深度为DOD80%的情况下进行测试,3000次循环后,容量仍能保持在85%以上。


5、25Ah动力锂电池的重量比能量为160Wh/kg,比磷酸铁锂离子电池高30%以上,可以减轻整车重量,提高续驶里程。


6、在大电流充放电时,极化小,温升低。电池可持续3C充电,5C放电(瞬间10C)的高输入输出能力。


7、合理的电解液配比与配方,三元锂离子电池的放电温度范围为-20~45℃,充电温度范围为0~45℃。


8、电池一致性好。采用多项专利制造工艺,粉体的前处理技术,保证了粉体混合和浆料混合的均匀性;特殊的化成工艺,保证了三元锂离子电池成膜的稳定性。


能量密度高是三元材料锂离子电池的最大优势,而电压平台是电池能量密度的重要指标,决定着电池的基本效能和成本,电压平台越高,比容量越大,所以同样体积、重量,甚至同样安时的电池,电压平台比较高的三元材料锂离子电池续航时间更长。


单体三元锂离子电池放电电压平台高达3.7V,磷酸铁锂为3.2V,而钛酸锂仅为2.3V,因此从能量密度角度来说,三元锂离子电池具有绝对优势。


三元锂离子电池的一个较大缺点是受到撞击和高温时起火点较低。所以对三元锂离子电池的保护要求很高,以防意外。


三元锂离子电池热稳定性较差,在250-300℃高温就会出现分解,并且三元锂材料的化学反应尤其强烈,一旦释放氧分子,在高温用途下电解液迅速燃烧,随即发生爆燃现象。所以我们能够看到,在极端的碰撞事故中,特斯拉等电动汽车依然还是有起火隐患。


三元材料锂离子电池市场分析:


截至2020年三元锂离子电池应用占比将以8%的复合增速提升。从正极材料体系结构来看,三元锂电的实际能量密度为160~190wh/kg,相比磷酸铁锂提升幅度约为23%~46%,能量密度的优势决定了其是锂离子电池的主流发展方向,2015年国内动力锂电池出货量为15.7Gwh,其中三元材料电池出货量为4.26Gwh,占比近27%。


从应用方面看,乘用车的三元锂电替代较快速,2015年三元电池在乘用车上的渗透率已经达到了58.5%,在专用车上达到了59%。在北汽、宝马等主流销量车型完成了向三元锂离子电池的应用替换。从2016年最新的通告中103款物流车,71款采用三元材料路线,三元电池占比同比增涨7%至69%,我们预计2016~2020年三元电池的渗透率将以CAGR达8%的上升。


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