電動車常說的三元鋰 究竟是哪三元？

相信很多打算選購電動車的朋友都聽說三元鋰電池的大名，常見的北汽新能源、比亞迪、特斯拉等都採用了這種電池。可你有沒有想過，三元鋰電池究竟為什麼叫三元鋰電池？三元究竟指的又是哪三元呢？今天的文章，我們就來解決這一疑問。

為了滿足大家既想學知識又想省時間的需求，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。為什麼是「三元鋰」，而不是「三元鈉」或「四元鋰」？這些元素都有什麼用？

Part3：選讀。「三元」怎樣組合才能讓電動車跑得更遠？

Part4：必讀。都有哪些車型採用了三元鋰電池做動力電池組？

準備好飲料瓜子零食，Part1來了！

一、因為煮肉，所以叫水煮肉片，那三元鋰就是三元「煮」鋰嘍？

起名真的很重要——一個朗朗上口、便於傳播和記憶的名字有時候比花錢做廣告要划算得多。

比如大家熟悉的BMW。BMW在中國之所以被譯為「BMW」，而非「巴伐利亞機械製造廠有限公司」，還不是因為「BMW」好聽好記嘛，捎帶手還能從側面突出品牌的運動調性。

三元鋰電池也是同理，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」的原則，我們將上述「正極材料balabal」的電池簡稱為「三元鋰電池」。

便於傳播固然好，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「鴻茅藥酒」。所以，鋰電池的命名既要好聽好記，還不能蓄意誇張、顛倒是非。

常見的命名有以下兩種：

① 以電池中最主要的元素來命名。

② 以電池最核心的反應機理或特徵來命名，比如強調可折疊特性的柔性電池。

一聽水煮肉片，你就明白這道菜主要的食材就是「肉片」

就像大多數菜都用主要食材命名一樣，我們也習慣拿鋰電池中最主要的元素來命名，簡潔而又直抵靈魂深處，直男癌最愛。對了，在這里順便給大家提一句：加了一點石墨烯做導電劑的鋰離子電池嚴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一樣。

三元鋰電池內部結構（南孚僅為示意）

由於鋰電池中的正極材料往往是決定了其能量密度，對於鋰電池來說這是最重要的一個特性，因此用正極材料來命名的情況最多，咱們常說的三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池就屬於這一類。

回到文章的標題，三元鋰電池之所以被成為三元鋰電池，就是因為其正極材料採用了包含鎳、鈷、錳（或鋁）三種金屬元素的三元聚合物。

那名字中的「鋰」又是什麼意思呢？為什麼是「三元鋰」而不是「三元鈉」呢？

按照初中物理課本的常識，我們知道僅有正極材料是組不成完整地電池結構的，就像僅有雞蛋是做不出西紅柿炒雞蛋一樣，一個具備放電能力的電池=正極+負極+電解液（內含電解質）。而三元鋰電池的「鋰」字，指的就是這類電池採用了以六氟磷酸鋰為主的鋰鹽作為電解質，起到傳導電子的作用。負極材料的特性在名字中沒有體現，主要是因為絕大多數鋰離子電池的負極材料都是石墨（天然的也好，人造的也罷），大家都一樣，就沒必要拿出來特意炫耀了。

總結一下：三元鋰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，在三元鋰電池中做正極；鋰指的是電解質主要為六氟磷酸鋰的電解液，而負極材料一般為石墨。

Part2：為什麼是三元鋰，而不是四元鋰？這三「元」都有什麼用？

三元鋰之所以被發揚光大，當然不僅僅是因為這個名字好聽好記，更是由於鎳鈷錳（或鋁）這三種金屬元素的聚合物在電池內部發揮了巨大的作用。那麼，這三種金屬元素都有起到了什麼作用呢？

我們不妨拿小時候常看的《灌籃高手》為大家做個類比，介紹一下：

一、鎳Ni——櫻木花道：絕對的實力擔當，但做事衝動，常常闖禍

鎳餅

鎳是副族中的活性金屬，主要作用是提升電池的體積能量密度，是提升續航里程的主要突破口，但含量過多會導致鎳離子占據鋰離子位置（鎳氫混排），導致容量下降。

鎳的作用就像《灌籃高手》中的櫻木花道，雖然是球隊中絕對的實力擔當，但不加限制的話常常因為衝動的性格而闖禍。

二、鈷Co——赤木剛憲：主管力強，帶領全隊走向勝利

鈷粉

鈷也是副族中的活性金屬，其可以抑制陽離子的混排，從而提高起到提升穩定性和延長電池的壽命的作用，此外，其也決定了電池的充放電速度和效率（倍率性能），但過高的鈷含量會導致實際容量降低。

鈷的作用就像湘北籃球隊的隊長——赤木剛憲，實力同樣不俗，但主要還是依靠強大的主管能力帶領全隊走向勝利。

三、錳Mn或鋁Al——安西教練：穩定全隊，防止內訌

鋁錠

錳或鋁的作用在於降低材料成本，畢竟上面提到的鎳和鈷都是十分昂貴的稀有金屬，並且可以提高電池的安全性和穩定性。

錳元素就像《灌籃高手》中的安西教練，在比賽時沒有戰鬥力，但是全隊的精神領袖，起到團結隊員、防止內訌打架的作用。

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

在西紅柿炒雞蛋中，雖然西紅柿雞蛋缺一不可，但可以根據我們的口味做成甜口或者鹹口

雖然鎳、鈷、錳（或鋁）三者缺一不可，但我們根據自己的需求，適當調節鋰電池中鎳、鈷、錳（或鋁）的混合比例（摩爾比），來讓鋰電池表現出不一樣的特性，就像西紅柿炒雞蛋有的人喜歡吃甜口的，有人喜歡吃鹹口的。

Part3：鎳鈷錳（或鋁）怎樣混合才能讓我跑得更遠？

很簡答， 鎳是三元鋰電池中的實力擔當（決定能量密度），要想跑得更遠，提高它的含量準沒錯；如果我想要三元鋰電池成本更便宜，增大錳或鋁的比值就對了。

根據正極材料中鎳鈷錳（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」簡單概括一下就是第一個數字越高，跑得越遠，但成本越高，安全性也越低；最後一個數字越高，跑得越近，也最便宜。

鎳鈷錳三角模型圖

專業一些的話，我們一般用「鎳鈷錳三角模型圖「來表示不同體系下三元鋰電池的特性差異。

看著模型圖，我們回答這麼一個問題：

Q:要想獲得更高的續航里程和更安全的出行體驗，我們應該怎麼辦？

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

猜出答案沒有？下面公布正確答案：D。

要想跑得更遠且更安全，那就勢必要增加鎳和鈷在三元材料中的比值，不過，你也必須承擔鎳化學性能活潑帶來的安全隱患和鈷稀有金屬帶來的高昂成本，魚和熊掌不可兼得。

其實想來也是，這世界上哪兒有值占便宜不吃虧的好事兒，您說是不是。

Part4：為什麼我聽說三元鋰電池最多？是因為它最優秀嗎？

要回答第一個問題，我們不妨先看看都有哪些車型採用了三元鋰電池。

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，都採用了三元鋰電池作為動力電池組。

為什麼大家都不約而同的選擇了三元鋰電池？原因概括起來大概有三點：

① 能量密度高，續航里程有保障

② 壽命、輸出功率、成本控制還都不錯

③ 安全性雖然很差，但改起來總比提升能量密度容易，省時省力

這下明白為什麼電動車都紛紛拋棄了其他種類的電池轉投三元鋰電池的懷抱了吧！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。