三元材料具有能量密度高、放電容量大、循環(huán)性能好、結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定等優(yōu)勢，已成為鋰電池正極材料的重要發(fā)展方向，并被廣泛應(yīng)用于新能源汽車、電動自行車、電動工具及3C等相關(guān)領(lǐng)域。
三元鋰離子電池到底是哪三元？三元鋰離子電池的“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。三者缺一不可，在電池內(nèi)部發(fā)揮的用途。
鈷是具有光澤的鋼灰色金屬，熔點1493℃、比重8.9，比較硬而脆，鈷是鐵磁性的，在硬度、抗拉強度、機械加工性能、熱力學性質(zhì)、的電化學行為方面與鐵和鎳相類似。加熱到1150℃時磁性消失。
鈷的外貌和純鐵或鎳相似，硬度鐵，電解沉積出來的鈷其硬度又高溫生產(chǎn)的金屬鈷。鈷中含有少量碳時（高達0.3%）會增大鈷金屬的抗張強度和耐壓強度，而不會影響其硬度。鈷可以機械加工，但略有脆性。鈷的物理性質(zhì)不僅在程度上依賴于鈷的純度，而且也依賴于存在的異形變體（或異形變體混合物），關(guān)于鈷（即使其純度99.9%）已報道的物理性質(zhì)常會有不一致的數(shù)據(jù)，這大概只能用鈷的兩種異構(gòu)變體之間轉(zhuǎn)化速度很慢來加以解釋。
鐵和鎳一樣，鈷是鐵磁性的，雖然鐵在鐵磁性元素中具有高的磁化強度，而鈷卻是可以增大此磁化強度的元素，純鐵的磁化強度為21500Gs，而組成為65%Fe、35%Co的合金其磁化強度卻可高達到24·300Gs。鈷的更的磁性已知高的居里點1121℃，已發(fā)展出多種多樣的特種的鈷鋼和鈷合金材料。
從材料來看，三元鋰電池的“三元”指的是包含鎳Ni、鈷、錳或鋁三種金屬元素的聚合物，在三元鋰電池中做正極。三者缺一不可，這其中每個元素都發(fā)揮著重要作用，同時每個元素的特點也制約著電池性能。從結(jié)構(gòu)上來講，三元鋰電池的能量密度高、充放電。同時其也有不耐高溫的特性，因此，安全性較差和循環(huán)壽命較短是三元鋰電池的主要短板，尤其是安全性能，是一直限制其大規(guī)模配組，和大規(guī)模集成應(yīng)用的一個主要因素。大量實測表明，容量較大的三元電池很難通過針刺和過充等安全性測試，這也是大容量電池中一般都要多引入錳元素，甚至混合錳酸鋰一起使用的原因。
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