全国能源信息平台|三元材料，会不会成为新能源材料的王者？( 二 )
摘自新闻中出现的国外某三元纯电车燃烧起火事故：
当然 ， 三元材料本身确实还有很多问题没有解决 ， 这也是为什么三元材料一直被大家认为不安全的原因 。 单纯对三元电池本身来讲 ， 原材料本身热稳定性差和电池制作工艺两方面 ， 应该是三元电池不安全的两个主要因素 。
三元材料 ， 是一种层状化合物 ， 脱锂后的热稳定性不够理想 ， 容易引起失氧和相变 。 而且在200℃左右材料就会分解 ， 发生热失控 。 如何提高三元材料的安全性 ， 简单说几点比较重要的：首先从三元材料本身来讲 ， 进行陶瓷氧化铝的包覆 ， 控制Ni的含量在合理的范围 ， 其次在和电池体系中其他材料的配合上也要下功夫研究 ， 例如电解液添加剂的匹配 ， 陶瓷隔离膜的选择等 。
目前NMC应用于动力电池存在的主要问题包括：
1)由于阳离子混排效应以及材料表面微结构在首次充电过程中的变化 ， 造成NMC的首次充放电效率不高 ， 首效一般都小于90%；
2)三元材料电芯产气较严重安全性比较突出 ， 高温存储和循环性还有待提高；
3)锂离子扩散系数和电子电导率低 ， 使得材料的倍率性能不是很理想；
4)三元材料是一次颗粒团聚而成的二次球形颗粒 ， 由于二次颗粒在较高压实下会破碎 ， 从而限制了三元材料电极的压实 ， 这也就限制了电芯能量密度的进一步提升 。
前面讲了三元改性 ， 在此不再累赘 。 简单说两句吧！针对以上这些问题 ， 目前工业界广泛采用的改性措施包括：1、杂原子掺杂 。 为了提高材料所需要的相关方面的性能(如热稳定性、循环性能或倍率性能等) ， 通常对正极材料进行掺杂改性研究 。 2、表面包覆 。 三元表面包覆物可以分为氧化物和非氧化物两种 。 最常见的氧化物包括MgO、Al2O3、ZrO2和TiO2这几种 ， 常见的非氧化物主要有AlPO4、AlF3、LiAlO2、LiTiO2等 。 3、生产工艺的优化 。 改进生产工艺主要是为了提高三元产品品质 ， 比如降低表面残碱含量、改善晶体结构完整性、减少材料中细粉的含量等 ， 这些因素都对材料的电化学性能有较大影响 。
结语 ， 三元电池安全性能是个系统工程 ， 除了材料本身需要优化 ， 电池制作工艺也是需要考虑的 。 后面还有一个重要的就是电池管理系统 ， 这个做好了 ， 电池安全就更有保障了 。
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