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818電池比523電池更安全嗎？

網友回答：

• 好景須記

如果沒猜錯的話，問題中的“818電池”應該是“811電池”，三元鋰電池中的一種。

當前，電動汽車所使用的動力電池屬于鋰離子電池，按照其正極材料，可分為磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。所謂三元鋰電池，是指電池正極中含有三種材料的鋰離子電池，比如特斯拉使用的是鎳鈷鋁（NCA）三元，自主品牌使用的鎳鈷錳（NCM）三元等。

根據電池廠商的技術水平和實際生產需求，三元鋰電池正極的三種材料是可以按一定比例進行自由搭配的，像鎳鈷鋁或鎳鈷錳按5:2:3配比的，叫“523”電池，按3:3:3配比的，叫“333”電池，按6:2:2配比的，“622”電池。各種材料占比不同，電池產品的能量密度就不同。

三元鋰電池能量密度的高低，主要取決于電池正極材料中鎳含量的占比高低，鎳含量越高，電池能量密度就越高。“811電池”，就是指電池正極材料中鎳的占比達90%，鈷和錳（或鋁）分別占10%的鋰離子電池。在現有技術下，“811電池”是能量密度最高的鋰離子電池，像寧德時代研發的NCM“811電池”，能量密度達240Wh/kg，電池Pack能量密度達到170Wh/kg，應用于廣汽新能源的Aion S后，使之續駛里程輕松達到500公里。在電動汽車以續駛里程為主要追求目標的大環境下，“811電池”已成為各大電池廠商競相研發的產品。

電池正極材料中鎳含量帶給電池更高能量密度的同時，也降低了電池的安全性和穩定性。與此同時，“811電池”為了提高鎳在正極材料中的占比，相應縮減了鈷和錳的使用比例，而鈷在正極材料中恰恰起著穩定作用。一方面鎳占比提升降低穩定性，一方面起穩定作用的鈷占比減少，“811電池”的安全性能肯定會比其它類型三元鋰電池更低，使用壽命也相對更短。

“523電池”正極材料中，鎳鈷錳或鎳鈷鋁的比例是5:2:3，和“811電池”相比，鎳含量更低，鈷含量更高，所以雖然能量密度相對較低，但安全性和穩定性更高。因此，811電池的安全性沒有523電池那么高。

• mr_bateer

三元523811理論比能量一樣？

不同比例的三元正極材料的理論容量跟鎳含量有什么關系

理論三元材料的容量計算，如下為各三元材料的質量分數計算

三元523的理論克容量計算

三元523(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)理論克容量計算

三元523相對質量分數為96.5545g/mol

1g的三元523物質的量：

1g÷96.5545g/mol=0.01035685mol

1g的三元523提供的電荷量：

0.01035685mol×96485.3383C/mol=999.284176C

換算單位：999.284176C÷3.6C=277.58mAh

那么理論克容量約為280mAh/g

三元811(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)理論克容量計算

NiCoMn的相對質量分數差不多，所以理論上523和811的理論克容量也相差無幾。

理論與實際克容量

那么問題來了，為什么三元材料理論克容量一樣的情況下，811比523具有更高的克容量呢？

原來容量和鎳、鈷的總含量相關，更確切的說，由于鈷的含量一般是變化比較少的通常是0.2或0.3，那么最直接相關的就是鎳的含量，由于鎳在三元材料里面的價態呈現+2和+3兩種價態，當有鋰離子脫出的時候過渡金屬鎳發生變價來達到荷電平衡。正是由于Ni的這種多價態表現，它可以從+2變到+3，再由+3變到+4價，所以，鎳含量越高，能夠脫出的鋰離子也就越多。

如果從能級分布來說的話，就是鎳含量高的時候，過渡金屬外層3D電子的能級和氧元素的2P軌道重疊度較大，所以能夠脫出更多的鋰離子，從而容量更高！

三元材料的容量會隨著截止電壓的升高而升高，比如如果你的電壓范圍在3.0-4.2V范圍內的話，那么三元材料內的鋰離子脫出數量大概為0.45-0.55mol左右，如果你提高放電電壓至4.5V的話，那么脫出的鋰離子量可能會達到0.60mol，而材料的容量與鋰離子的潛入脫出數量是有很大關聯的。因此正極脫出的鋰離子越多，那么正極材料的克容量發揮就越大，單位質量材料放出的容量就越多，電池的容量也就越大。

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