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三元材料是在锂离子电池材料技术发展过程中出现的新型锂电池正极材料，由于具有一些相对优势，锂离子电池三元材料在市场应用上展现出广阔的前景。钴酸锂的优点明显，但钴金属的价格高昂，锰酸锂的优点是倍率性能好，成本低，但耐高温性能和循环性能不佳，锂离子电池三元材料则是综合二者的优点，力求在成本和性能方面达到高的性价比。

三元锂离子电池到底是哪三元？三元锂离子电池的“三元”指的是包含镍（Ni）、钴（Co）、锰（Mn）或铝（Al）三种金属元素的聚合物，在三元锂离子电池中做正极。三者缺一不可，在电池内部发挥的用途。

钴，元素符号Co，原子序数27，原子量58.9332，密排六方晶体，在周期表中位于第4周期、第Ⅷ族，常见化合价为+2、+3。钴是具有光泽的钢灰色金属，比较硬而脆，有铁磁性，加热到1150℃时磁性消失。在常温下不和水作用，在空气中加热至300℃以上时氧化生成CoO，在白热时燃烧成Co3O4。

钴是具有光泽的钢灰色金属，熔点1493℃、比重8.9，比较硬而脆，钴是铁磁性的，在硬度、抗拉强度、机械加工性能、热力学性质、的电化学行为方面与铁和镍相类似。加热到1150℃时磁性消失。

中国是世界上大的钴市场，其消费市场以动力电池、3 C电池、碳化物为主要消费市场。在动力电池领域，随着新能源汽车行业的发展，三元电池的销量也在持续增长，而钴的需求量也在持续增长。在3 C电池方面，由于笔记本、智能手机、平板电脑等的需求持续增加，3 C电池的销售速度大幅提升，而随着 TWS、无人机等新兴3 C消费电子市场的迅速发展，钴的需求量也会持续上升，而新兴的消费类电子设备的迅速发展，会对钴的需求起到一定的推动作用。很多工业都要用到钴，因此钴产业的发展前景非常好。

钴的外貌和纯铁或镍相似，硬度铁，电解沉积出来的钴其硬度又高温生产的金属钴。钴中含有少量碳时（高达0.3%）会增大钴金属的抗张强度和耐压强度，而不会影响其硬度。钴可以机械加工，但略有脆性。钴的物理性质不仅在程度上依赖于钴的纯度，而且也依赖于存在的异形变体（或异形变体混合物），关于钴（即使其纯度99.9%）已报道的物理性质常会有不一致的数据，这大概只能用钴的两种异构变体之间转化速度很慢来加以解释。

制造电池设备是钴重要的用途，使用量占到全部钴使用量的40%。钴主要用来制作锂离子电池的钴酸锂，镍氢电池的氧化亚钴等。含钴材料是稳定的锂电池正极材料，是电池的核心之一，具有能量密度高和环保安全性高的特点。三元锂电池是指使用镍钴锰或者镍钴铝酸盐等三元材料为电池正极的锂电池。相对于传统锂电池，三元锂电池具有综合性能和低成本的双重优势。

锂电池寿命是指电池在使用过一段时间后，容量衰减为标称容量（室温25℃，标准大气压，且以0.2C放电的电池容量）的70%，即可认为电池寿命终止。行业内一般以锂电池满充满放的循环次数来计算循环寿命。在使用的过程中，锂电池内部会发生不可逆的电化学反应导致容量下降，比如电解液的分解，活性材料的失活，正负极结构的坍塌导致锂离子嵌入和脱嵌的数量减少等等。实验标明，更高倍率的放电会导致容量更快的衰减，如果放电电流较低，电池电压会接近平衡电压，能释放出更多的能量。按照目元锂电池的技术水平，如果使用恰当，在电动车上至少可以使用5年。如果使用不当，锂电池寿命就会衰减2-3年。

从材料来看，三元锂电池的“三元”指的是包含镍Ni、钴、锰或铝三种金属元素的聚合物，在三元锂电池中做正极。三者缺一不可，这其中每个元素都发挥着重要作用，同时每个元素的特点也制约着电池性能。从结构上来讲，三元锂电池的能量密度高、充放电。同时其也有不耐高温的特性，因此，安全性较差和循环寿命较短是三元锂电池的主要短板，尤其是安全性能，是一直限制其大规模配组，和大规模集成应用的一个主要因素。大量实测表明，容量较大的三元电池很难通过针刺和过充等安全性测试，这也是大容量电池中一般都要多引入锰元素，甚至混合锰酸锂一起使用的原因。

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