电源技术期刊官网探究三元锂电池寿命之谜与材料技术的奇妙特点反复揭示其奥秘

导语：三元锂电池的理论寿命约为800次循环，在商业化可充电锂电池中处于中等水平。磷酸铁锂和钛酸锂则分别达到2000次和1万次循环次数。这段时间内，电池容量将会下降至其标称容量的70%，这被认为是其寿命终止。在行业内部，通常用锂电池从满充到放空一次来衡量其循环寿命。

三元锂电池的理论生命长度大约为800个充放电周期，位于商业化可再充用锂电池在性能之中。相较之下，磷酸铁锂型号能够支持大概2000个循环，而据说钛酸锂型号能达到10,000多次使用。目前市场上主流制造商在他们生产的三元类型芯片规格说明书上承诺至少500个标准条件下的充放磁，但当这些芯片组合成完整的储存单元后，由于不一致性问题（主要表现为压力与内部阻抗差异），实际工作中的循环生命期仅有400左右。此外，如果频繁地在高倍率或高温环境下进行放出，这些储存单元所能接受的最大使用次数可能急剧减少至不足两百。

提高能源密度对于正极材料至关重要，因为正极材料决定了整个锂离子储存系统性能，其中包括能量密度、功率密度以及效率等关键参数。在当前技术水平上，镍-钴-铝系列正极材料代表着未来发展趋势，即NCA（镍-钴铝）或者NCM（镍-钴氯）。这类材料通过精心控制元素配比以实现最佳性能，并且它们具有良好的安全性、成本效益和操作稳定性。

根据不同比例混合镍、钴及氧化物成分，如Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2，该系列还可以细分成为不同的亚种，如NCM523、NCM622或NCM811。而NCA则取代了其中的一部分氧化物成分——即含有铝而非氧化物。这种优势使得三元系统结合了LiCoO2、LiNiO2及LiAlO2三个独立系统特点，使得每一个元素都发挥出了协同作用：镍提升能量密度；碳提供电子传递通道并改善循环性能；而氯影响成本并增强结构稳定性与安全性。

通过调整这些元素比例，可以获得各种不同的电子特征，从而满足不同应用需求。