什么是四元电池
四元电池是针对三元电池而言的。三元或者四元,指的是电池正极材料使用的主要元素。
三元锂电池常见的就是NCM或者NCA,每个字母代表一个元素——NCM811的意思是,N,也就是镍占80%,C,也就是钴占10%,M,也就是锰占10%。NCM523也是一种常见配比,你可以按刚刚的规律理解一下。
四元电池现在经常就是指LG化学新出品的电池,它使用的是NCMA,也就是镍钴锰和铝。这是一次对电池正极材料成功的改造。
镍在电池中的比例高低直接决定了能量密度的高低,所以镍一直都占大头;钴的添加主要起稳定正极材料分子结构的作用,这样锂离子在多次充放电后也不会导致正极空间塌陷。而锰的主要作用是改善导电性。
特斯拉电池镍钴锰中,最容易出现断供的就是钴,因为它分布得极为不均,储量最大的还是一个战乱频发的非洲国家,所以一直以来电池企业的研发动力之一就是减少钴的用量。
LG研发的四元电池就是,到了一种添加少量的铝后,能进一步提高镍的比例而减少钴的用量,却还能让电池依旧稳定的配方。甚至循环次数在室温下都能突破1000次,热稳定性也更好。
在四元电池中,镍占89%,钴占5%,锰占5%,铝占1%,这里的百分比是平均值。因为实际制造中,四元电池的表面和内部分别采用了不同配比的四元材料。内部的四元材料中,镍含量更高,这样在锂离子进出正极的时候,正极的体积变化小,产生裂纹少;而外部的四元材料中,镍含量稍低。
而且更重要的是,四元电池现在已经在特斯拉 Model 3 和 Model Y 上量产了。而且,电池包的规格也真的相应的提升了5%。
之前,虽然各厂出品的NCM811电池的安全性有好有差,但业内一直有声音,呼吁为了防止电池自燃,还是采用那种NCM523的低镍电池更好。但特斯拉借助LG化学的四元电池,绕开了NCM811的坑,让电池在内阻、温度稳定性、循环次数上都明显超越了传统的三元电池。在纯电动车领域,特斯拉又超过其他竞争对手一大截。