相信很多打算選購(gòu)電動(dòng)汽車的朋友都聽說(shuō)三元鋰離子電池的大名，常見的北汽新能源、比亞迪、特斯拉等都采用了這種電池。可你有沒(méi)有想過(guò)，三元鋰離子電池究竟為何叫三元鋰離子電池?三元究竟指的又是哪三元呢?今天的文章，我們就來(lái)解決這一疑問(wèn)。

為了滿足大家既想學(xué)知識(shí)又想省時(shí)間的需求，我們將文章分為四部分：

Part1：必讀。三元鋰究竟是哪三元?

Part2：選讀。為何是“三元鋰”，而不是“三元鈉”或“四元鋰”?這些元素都有什么用?

Part3：選讀。“三元”怎么樣組合才能讓電動(dòng)汽車跑得更遠(yuǎn)?

Part4：必讀。都有什么車型采用了三元鋰離子電池做動(dòng)力鋰電池組?

準(zhǔn)備好飲料瓜子零食，Part1來(lái)了!

Part1：因?yàn)橹笕猓越兴笕馄侨嚲褪侨爸蟆变噰D?

起名真的很重要——一個(gè)朗朗上口、便于傳播和記憶的名字有時(shí)候比花錢做廣告要?jiǎng)澦愕枚唷?/p>

比如大家熟悉的BMW。BMW在我國(guó)之所以被譯為“寶馬”，而非“巴伐利亞機(jī)械制造廠有限公司”，還不是因?yàn)椤皩汃R”好聽好記嘛，捎帶手還能從側(cè)面突出品牌的運(yùn)動(dòng)調(diào)性。

三元鋰離子電池也是同理，其全稱為“正極材料使用鎳鈷錳酸鋰或鎳鈷鋁酸鋰等三元聚合物的鋰離子二次電池”。別說(shuō)正在看文章的大家記不住，4S店的銷售小哥們八成也記不住。本著“刪繁就簡(jiǎn)”的原則，我們將上述“正極材料balabal”的電池簡(jiǎn)稱為“三元鋰離子電池”。

便于傳播固然好，但要是名字喧賓奪主，欲蓋彌彰，那就在一定程度上成為了下一個(gè)“鴻茅藥酒”。所以，鋰離子電池的命名既要好聽好記，還不能蓄意夸張、顛倒是非。

常見的命名有以下兩種：

①以電池中最重要的元素來(lái)命名。

②以電池最核心的反應(yīng)機(jī)理或特點(diǎn)來(lái)命名，比如強(qiáng)調(diào)可折疊特性的柔性電池。

一聽水煮肉片，你就明白這道菜重要的食材就是“肉片”

就像大多數(shù)菜都用重要食材命名相同，我們也習(xí)慣拿鋰離子電池中最重要的元素來(lái)命名，簡(jiǎn)潔而又直抵靈魂深處，直男癌最愛。對(duì)了，在這里順便給大家提一句：加了一點(diǎn)石墨烯做導(dǎo)電劑的鋰離子電池嚴(yán)格意義上不能被叫做石墨烯電池，就如同加了一滴香油的水煮肉片還是水煮肉片相同。

三元鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)(南孚僅為示意)

由于鋰離子電池中的正極材料往往是決定了其能量密度，關(guān)于鋰離子電池來(lái)說(shuō)這是最重要的一個(gè)特性，因此用正極材料來(lái)命名的情況最多，咱們常說(shuō)的三元鋰離子電池、磷酸鐵鋰離子電池就屬于這一類。

回到文章的標(biāo)題，三元鋰離子電池之所以被成為三元鋰離子電池，就是因?yàn)槠湔龢O材料采用了包含鎳、鈷、錳(或鋁)三種金屬元素的三元聚合物。

那名字中的“鋰”又是什么意思呢?為何是“三元鋰”而不是“三元鈉”呢?

按照初中物理課本的常識(shí)，我們了解僅有正極材料是組不成完整地電池結(jié)構(gòu)的，就像僅有雞蛋是做不出西紅柿炒雞蛋相同，一個(gè)具備放電能力的電池=正極+負(fù)極+電解液(內(nèi)含電解質(zhì))。而三元鋰離子電池的“鋰”字，指的就是這類電池采用了以六氟磷酸鋰為主的鋰鹽作為電解質(zhì)，起到傳導(dǎo)電子的用途。負(fù)極材料的特性在名字中沒(méi)有體現(xiàn)，重要是因?yàn)榻^大多數(shù)鋰離子電池的負(fù)極材料都是石墨(天然的也好，人造的也罷)，大家都相同，就沒(méi)必要拿出來(lái)特意炫耀了。

總結(jié)一下：三元鋰離子電池中三元指的是包含鎳(Ni)、鈷(Co)、錳(Mn)或鋁(Al)三種金屬元素的聚合物，在三元鋰離子電池中做正極;鋰指的是電解質(zhì)重要為六氟磷酸鋰的電解液，而負(fù)極材料一般為石墨。

Part2：為何是三元鋰，而不是四元鋰?這三“元”都有什么用?

三元鋰之所以被發(fā)揚(yáng)光大，當(dāng)然不僅僅是因?yàn)檫@個(gè)名字好聽好記，更是由于鎳鈷錳(或鋁)這三種金屬元素的聚合物在電池內(nèi)部發(fā)揮了巨大的用途。那么，這三種金屬元素都有起到了什么用途呢?

我們不妨拿小時(shí)候常看的《灌籃高手》為大家做個(gè)類比，介紹一下：

一、鎳Ni——櫻木花道：絕對(duì)的實(shí)力擔(dān)當(dāng)，但做事沖動(dòng)，常常闖禍

鎳是副族中的活性金屬，重要用途是提升電池的體積能量密度，是提升續(xù)航里程的重要突破口，但含量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致鎳離子占據(jù)鋰離子位置(鎳氫混排)，導(dǎo)致容量下降。

鎳的用途就像《灌籃高手》中的櫻木花道，雖然是球隊(duì)中絕對(duì)的實(shí)力擔(dān)當(dāng)，但不加限制的話常常因?yàn)闆_動(dòng)的性格而闖禍。

二、鈷Co——赤木剛憲：領(lǐng)導(dǎo)力強(qiáng)，帶領(lǐng)全隊(duì)走向勝利

鈷也是副族中的活性金屬，其可以抑制陽(yáng)離子的混排，從而提高起到提升穩(wěn)定性和延長(zhǎng)電池的壽命的用途，此外，其也決定了電池的充放電速度和效率(倍率性能)，但過(guò)高的鈷含量會(huì)導(dǎo)致實(shí)際容量降低。

鈷的用途就像湘北籃球隊(duì)的隊(duì)長(zhǎng)——赤木剛憲，實(shí)力同樣不俗，但重要還是依靠強(qiáng)大的領(lǐng)導(dǎo)能力帶領(lǐng)全隊(duì)走向勝利。

三、錳Mn或鋁Al——安西教練：穩(wěn)定全隊(duì)，防止內(nèi)訌

錳或鋁的用途在于降低材料成本，畢竟上面提到的鎳和鈷都是十分昂貴的稀有金屬，并且可以提高電池的安全性和穩(wěn)定性。

錳元素就像《灌籃高手》中的安西教練，在比賽時(shí)沒(méi)有戰(zhàn)斗力，但是全隊(duì)的精神領(lǐng)袖，起到團(tuán)結(jié)隊(duì)員、防止內(nèi)訌打架的用途。

在三元鋰離子電池的正極材料中，鎳、鈷、錳(或鋁)這三種金屬元素缺一不可，多一個(gè)或者少一個(gè)都會(huì)影響其最終的表現(xiàn)或做不成電池。

在西紅柿炒雞蛋中，雖然西紅柿雞蛋缺一不可，但可以根據(jù)我們的口味做成甜口或者咸口

雖然鎳、鈷、錳(或鋁)三者缺一不可，但我們根據(jù)自己的需求，適當(dāng)調(diào)節(jié)鋰離子電池中鎳、鈷、錳(或鋁)的混合比例(摩爾比)，來(lái)讓鋰離子電池表現(xiàn)出不相同的特性，就像西紅柿炒雞蛋有的人喜歡吃甜口的，有人喜歡吃咸口的。

Part3：鎳鈷錳(或鋁)怎么樣混合才能讓我跑得更遠(yuǎn)?

很簡(jiǎn)答，鎳是三元鋰離子電池中的實(shí)力擔(dān)當(dāng)(決定能量密度)，要想跑得更遠(yuǎn)，提高它的含量準(zhǔn)沒(méi)錯(cuò);假如我想要三元鋰離子電池成本更便宜，增大錳或鋁的比值就對(duì)了。

根據(jù)正極材料中鎳鈷錳(或鋁)3種元素的混合比例不同，我們可以將三元鋰離子電池分為不同的體系：

如鎳：鈷：錳為1：1：1的333體系;8：1：1的高鎳811體系等。

它們的“性格”簡(jiǎn)單概括一下就是第一個(gè)數(shù)字越高，跑得越遠(yuǎn)，但成本越高，安全性也越低;最后一個(gè)數(shù)字越高，跑得越近，也最便宜。

鎳鈷錳三角模型圖

專業(yè)一些的話，我們一般用“鎳鈷錳三角模型圖“來(lái)表示不同體系下三元鋰離子電池的特性差異。

看著模型圖，我們回答這么一個(gè)問(wèn)題：

Q:要想獲得更高的續(xù)航里程和更安全的出行體驗(yàn)，我們應(yīng)該怎么辦?

A：提高鎳含量

B：提高鈷含量

C：提高錳含量

D：提高鎳和鈷的含量

猜出答案沒(méi)有?下面公布正確答案：D。

要想跑得更遠(yuǎn)且更安全，那就勢(shì)必要新增鎳和鈷在三元材料中的比值，不過(guò)，你也必須承擔(dān)鎳化學(xué)性能活潑帶來(lái)的安全隱患和鈷稀有金屬帶來(lái)的高昂成本，魚和熊掌不可兼得。

其實(shí)想來(lái)也是，這世界上哪兒有值占便宜不吃虧的好事兒，您說(shuō)是不是。

Part4：為何我聽說(shuō)三元鋰離子電池最多?是因?yàn)樗軆?yōu)秀嗎?

要回答第一個(gè)問(wèn)題，我們不妨先看看都有什么車型采用了三元鋰離子電池。

除e6和插混車型外的比亞迪全系，北汽新能源全系(EC180部分車型不算)、吉利帝豪新能源、奇瑞艾瑞澤5e和瑞虎3xe等，都采用了三元鋰離子電池作為動(dòng)力鋰電池組。

為何大家都不約而同的選擇了三元鋰離子電池?原因概括起來(lái)大概有三點(diǎn)：

①能量密度高，續(xù)航里程有保障

②壽命、輸出功率、成本控制還都不錯(cuò)

③安全性雖然很差，但改起來(lái)總比提升能量密度容易，省時(shí)省力

這下明白為何電動(dòng)汽車都紛紛拋棄了其他種類的電池轉(zhuǎn)投三元鋰離子電池的懷抱了吧!與咱們前文中介紹到的所有特性都是密不可分的。好了，今天的文章就到這里了，咱們下期再會(huì)。