動(dòng)力電池主要有兩種：磷酸鐵鋰電池和三元電池。從產(chǎn)量、銷量、裝車量三個(gè)維度統(tǒng)計(jì)，磷酸鐵鋰電池和三元電池在動(dòng)力電池中的占比之和均超過99%。

從2004到2013年，磷酸鐵鋰電池占據(jù)汽車動(dòng)力電池的主導(dǎo)地位。

但因?yàn)榱姿徼F鋰能量密度低，汽車制造企業(yè)逐漸增加三元電池的選用，2015年，磷酸鐵鋰電池和三元電池的市場(chǎng)份額平分秋色（個(gè)人理解：此時(shí)三元電池市場(chǎng)份額仍未超過磷酸鐵鋰電池市場(chǎng)份額）。

2018到2020年中國(guó)三元電池年產(chǎn)量超過磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量，寧德時(shí)代憑借三元電池超越比亞迪。

2021年上半年，磷酸鐵鋰?yán)塾?jì)總產(chǎn)量（個(gè)人理解：2021年上半年總產(chǎn)量，不包括2021年前的產(chǎn)量）再次超過三元電池產(chǎn)量。

因?yàn)榱姿徼F鋰電池和三元電池市場(chǎng)份額（或產(chǎn)量）互有高下，所以課程介紹兩者市場(chǎng)份額的未來趨勢(shì)不容易預(yù)測(cè)。

圖片來源：學(xué)堂在線《鋰離子電池材料與技術(shù)》

三元正極材料一般是指鎳鈷錳酸鋰正極材料（簡(jiǎn)稱NCM）或鎳鈷鋁酸鋰正極材料（簡(jiǎn)稱NCA）。其中每個(gè)字母對(duì)應(yīng)相關(guān)的元素的化學(xué)式首字母，如下圖所示。

圖片來源：學(xué)堂在線《鋰離子電池材料與技術(shù)》

中國(guó)的三元鋰電池主要使用NCM三元材料，NCM三元材料具有高容量低成本（相對(duì)鈷酸鋰）及原料來源豐富等優(yōu)點(diǎn)，在小型鋰電池市場(chǎng)和動(dòng)力電池市場(chǎng)應(yīng)用量增長(zhǎng)具有潛力，目前已廣泛應(yīng)用于筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、電動(dòng)工具、無人機(jī)、電動(dòng)汽車各領(lǐng)域。

NCA三元材料在日本電芯企業(yè)中被更廣泛使用。

與鈷酸鋰（LiCoO2）相同，NCM三元材料具有α-NaFeO2型層狀晶體結(jié)構(gòu)。因?yàn)镹CM三元材料的分子量（某種物質(zhì)含有1mol粒子時(shí)的質(zhì)量，1mol粒子的數(shù)量為6.02×1023個(gè)）與鈷酸鋰接近，所以NCM三元材料的理論克容量也約為274mAh/g。

圖片來源：學(xué)堂在線《鋰離子電池材料與技術(shù)》

與鈷酸鋰（LiCoO2）不同，NCM三元材料晶體結(jié)構(gòu)中，部分含量的鈷（Co）元素被鎳（Ni）和錳（Mn）元素取代。形成了化學(xué)式為：

LiNixCoyMn（1-x-y）O2（x<1,y<1）

的固溶體（組成元素粒子分布在晶格中的合金狀態(tài)）化合物。

圖片來源：學(xué)堂在線《鋰離子電池材料與技術(shù)》

通常，在NCM三元材料中，鎳（Ni）存在+2和+3價(jià)兩種價(jià)態(tài)， 充電過程中鎳的氧化態(tài)升高，形成氧化性強(qiáng)的Ni4+，在三元材料中承擔(dān)主要的電化學(xué)反應(yīng)和容量發(fā)揮（個(gè)人理解，容量發(fā)揮越高，放電量越多）。

鈷（Co）為+3價(jià)，在高充電電壓下（≥4.25V），可參與部分氧化反應(yīng)且貢獻(xiàn)一定量容量。鈷還具有穩(wěn)定晶體結(jié)構(gòu)和改善電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)（根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資料理解：電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)是研究反應(yīng)歷程和反應(yīng)速率控制的學(xué)科）的作用。

錳（Mn）一般為+4價(jià)，不參與氧化還原反應(yīng)，主要具有穩(wěn)定晶體結(jié)構(gòu)的作用。

隨著鎳、鈷、錳組成比例變化，三元材料的容量、安全性等諸多性能可在一定范圍內(nèi)調(diào)控。業(yè)內(nèi)人士習(xí)慣于按照材料組成元素的比例為各種類型的三元材料命名，如NCM111表示鎳、鈷、錳三種元素的摩爾比（可表示鎳、鈷、錳三種元素的粒子數(shù)量的比值）為1：1：1。NCM532、NCM622所代表的三元材料類型以此類推。

圖片來源：學(xué)堂在線《鋰離子電池材料與技術(shù)》

審核編輯：劉清