三元锂电池 来自特斯拉的救星

　　经过这么多年的技术发展和改进，今天，一颗合格锂电池的基本组成包括外壳、正极材料、负极材料、隔膜、电解液等。其中，正极材料对于锂电池的能量密度、安全性、循环寿命等起着决定性作用，占锂电池成本的40%，其技术发展也变得尤为关键。
　　目前，主流的正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂以及镍钴锰酸锂三元材料等。就能量密度、成本、安全性、热稳定性和循环寿命来看，上述主流正极材料的表现各有千秋，这也导致动力锂电池正极材料技术路线出现分化。
　　但无论如何，对锂电池而言，钴金属是必不可少的材料。
　　不过，金属钴一方面价格高昂，一方面存在毒性，无论技术领先的日韩企业还是国产电池厂商近年来都致力于电池“少钴化”。
　　在这种趋势下，以镍盐、钴盐、锰盐为原料制备而成的镍钴锰酸锂三元材料渐渐受到推崇。从化学性质角度出发，三元材料属于过度金属氧化物，电池的能量密度较高。
　　尽管在三元材料中，钴的作用仍不可缺少，但质量分数通常控制在20%左右，成本显著下降。而且同时兼具钴酸锂和镍酸锂的优点。
　　随着近年来国内外厂商不断加码生产，以三元材料为正极材料的锂电池取代商用钴酸锂的趋势已十分明显。
　　大到电动汽车，小到智能手机、可穿戴设备或者充电宝，这种新型技术都完全适用。
　　特斯拉大手笔 三元材料迎高峰
　　在特斯拉之前，各界对三元材料知之甚少。
　　直到特斯拉宣布在其风靡全球的高端跑车MODEL S车型上采用三元材料作为电池正极材料，这一技术才渐渐被广泛认可。如今俨然已是未来动力电池的发展方向。
　　公开资料显示，特斯拉MODEL S续航里程能够达到486公里，电池容量达到85kWh，采用了8142个3.4AH的松下18650型电池。工程师将这些电池以砖、片的形式逐一平均分配最终组成一整个电池包，电池包位于车身底板。
　　任何事物都有两面性。尽管镍钴铝能量密度高，但由于镍钴铝的高温结构不稳定，导致高温安全性差，且pH 值过高易使单体胀气，进而引发危险。
　　最终，特斯拉通过有效的电力管理系统解决了三元锂电池的安全性问题，并使单位成本却远低于其他电动车型，大约为416美元/kWh。
　　特斯拉７日称，该公司已与日本松下公司签署共建超级电池厂的意向书，这项工程可望下月动工。
　　特斯拉今年２月宣布，为适应量产电动车的需求，将建造一座耗资约５０亿美元的超级锂离子电池厂，预计将满足特斯拉年产５０万辆电动车的需求，电池组每千瓦时的成本将降低逾３０％。
　　特斯拉７日发布今年第一季度财报，首席执行官马斯克表示，特斯拉与松下就共建超级电池厂签署了意向书，双方已组建电池生产的研发团队。
　　松下目前是特斯拉的主要电池供货商。根据双方２０１１年签署的协议，松下在４年内为特斯拉提供６．４亿块汽车级锂离子电池。这一供货量后来又增加到１８亿块。
　　关于电池厂的最终选址，特斯拉尚未敲定，备选地包括亚利桑那、内华达、新墨西哥、得克萨斯以及加利福尼亚等５个州。马斯克表示，为最大限度减少延期风险，特斯拉将在至少两个地点建电池厂。
　　特斯拉在最新财报中说，全球市场对Ｍｏｄｅｌ Ｓ全电动汽车的需求增长较快，公司今年将交付３．５万辆。目前特斯拉的生产能力是每周近７００辆，今年年底有望增至每周１０００辆。
　　松下曾在2010年向特斯拉投资3000万美元，成为其股东之一。并且于2011年达成战略协议，将负责特斯拉今后5年全部车辆的电池供应。
　　电池行业人士告诉记者，鉴于特斯拉和松下在三元材料电池方面的合作，再加上特斯拉建设超级电池厂这一大手笔。未来，三元材料电池将进入一个全新的发展高峰。
　　值得注意的是，除了特斯拉MODEL S，有消息称雪佛兰Volt 沃蓝达汽车采用的是LG化学提供的三元正极材料电池。电池保质期达到8年，行程可达16万公里左右。2011年，雪佛兰Volt 沃蓝达从位于上海金桥的通用汽车中国总部出发，途经多种路况，完成了约248公里省道的不间断行驶，也在一定程度上证明了这种电池高效的性能。
　　“虽然国内电动车厂商（比如比亚迪）主流观点仍是坚持采用磷酸铁锂电池，但也有部分电池厂商明显踏上了追随日韩企业的步伐，把重点对准了三元材料。”有研究人士说。
　　可以预见，未来随着电动汽车的普及，三元材料的需求量必将进一步上升。而且，三元材料还将在复合电池材料中占据一席之地，以更好地平衡成本和性能。