锂离子电池的分类

阴极化学通常对当前的锂离子电池进行分类

LCO（钴酸锂）

最成熟的阴极化学物质是 LCO（钴酸锂），它使锂离子电池的商业化成为可能。它生产的电池具有最高的体积能量密度，但具有低功率密度和低循环容量的缺点。由于阴极完全由钴制成，成本被证明是一个越来越重要的问题。当前的创新努力集中在通过增加材料的电压和能量容量来榨取电池性能的最后一滴。除非有更好的替代品，否则这项技术仍将是消费电子产品的阴极选择，原因有二：它具有最高的体积能量密度，而且在这些应用中，支付意愿通常更高。

LFP（磷酸铁锂）

LFP 电池（锂铁磷酸盐）采用不同的方法。阴极由更丰富的铁和磷酸盐组成，导致原材料成本更低。然而，由于 LFP 固有的低电压和低能量容量，用 LFP 生产的电池具有低能量密度，这最终使其成为以成本/kWh 为基础衡量的更昂贵的电池。由于其坚硬的橄榄石结构，正极材料仍然受到青睐，这赋予了材料极高的功率和长的生命周期。

这项技术已经非常接近其最大理论性能，除了削减成本外，几乎没有进一步改进的空间。中国电池行业沿着使用回转窑的廉价 LFP 生产路径大幅发展。由于其他技术不断发展，如今高性能材料正逐渐取代电动汽车等应用中的 LFP，导致市场充斥着廉价的 LFP 过剩产能。相比之下，通常通过水热法生产的高性能 LFP 将在高功率（例如 HEV 和电动工具）或高循环寿命（CEV、电网存储）应用中保持强势地位。

NCA（锂镍钴铝氧化物）

NCA（锂镍钴铝氧化物）是一种高能量正极材料。目前的重点是进一步提高镍含量，从而获得更高的能量密度，同时减少钴的使用，从两个方面有效降低成本/千瓦时。特斯拉主要使用 NCA，而所有其他电动汽车制造商都使用 NCM。这可以追溯到特斯拉第一次生产 Roadster（2005 年）。需要廉价、高能量密度的电池，而 NCA 是当时唯一的选择，因为 NCM 直到 2009 年才会商业化。特斯拉很可能会在其当前的开发周期中继续使用 NCA，因为它已经习惯了在 Panasonic 提供的圆柱形电池格式中使用它。然而，对于储能应用，特斯拉已经转向 NCM，这表明未来电动汽车的转向可能很快就会发生。

NCM（锂镍钴锰氧化物）

NCM（锂镍钴锰氧化物）是一种多样化的材料，取决于镍、钴和锰之间的化学计量平衡。偶数比率（称为 NCM 1-1-1）最适合高功率应用，而较高的镍含量（5-3-2 或 6-2-2）可提供更高的能量密度，同时降低对钴的依赖性. 这是该行业试图推销 8-1-1 富镍 NCM 的两个关键原因——主要生产商预计将在 2018 年初将首批解决方案推向市场。NCM 仍然是几乎所有电动汽车制造商的首选阴极材料（除了从特斯拉）直到使用优质的 5V 阴极材料。即使到那时，由于汽车行业的开发周期长且保守，NCM 还将继续使用 5-7 年。在其他应用中，

LMO（锂锰氧化物）

LMO（锂锰氧化物）与 LFP 类似，因为它可以提供高功率并且缺乏能量密度，但便宜 2 到 3 倍。阻碍其大规模采用的主要问题是稳定性低，正如日产最近因电池持续故障而放弃使用该技术所表明的那样。

关键电池性能指标

电池性能指标可确定正确评估可充电电池系统所需的关键计算。他们根据电池的单位质量（比能量）或体积（能量密度）储存的能量、功率（单位时间和体积或重量的能量）、寿命、环境友好性、安全性和每储能成本。您可以在下面看到一些关键的电池性能指标：

• 资本成本（欧元/千瓦时） ——购买电池的前期成本（不包括 O&M）
• 安全性——抗热失控
• 循环寿命——这是电池可以从 100% 放电到 20% 直到容量衰减到其原始容量的 80% 的循环次数。
• 能量密度（Wh/kg 或 Wh/L） ——电池可以容纳的能量，以重量或体积衡量
• 功率密度（C-rate） ——电池相对于其最大容量的放电速率
• 充电时间（C 速率） ——这是电池相对于其最大容量的充电速率。
• 可靠性——在低温或极端条件下运行的能力
• 其他 – 其他属性，例如维护成本、保质期、自放电或充电效率