鋰電池被稱為“未來的能源之王”,，可廣泛應用于新能源汽車,、智能終端、電動工具,、太陽能發(fā)電等領域,。由于鋰電池能量密度高，使用壽命長,，使用安全可靠等特點,，使得鋰電池受到了廣泛關注。大容量鋰電池能夠在低溫下工作,、高低溫性能,、充放電壽命長等方面有著優(yōu)異的表現(xiàn)。大容量鋰電池組由鎳鈷錳三元鋰電池、鎳氫三元鋰電池隔膜,、固態(tài)電解質等組成,。

        1.鎳鈷錳三元鋰電池

        鎳鈷錳三元鋰電池是以鎳鈷錳合金為正極材料的三元鋰電池，因其具有高能量密度和低溫充放電性能好,、循環(huán)壽命長等優(yōu)點,，在電動汽車領域得到了廣泛的應用。其中,，作為電池正極材料的鎳和鈷具有更高的理論比容量,、更高的循環(huán)性能和更長的壽命，但在能量密度和循環(huán)壽命方面低于磷酸鐵鋰材料,。鎳鈷錳三元鋰電池在應用方面可分為鎳鈷錳三元鋰電池正極材料和鎳鈷錳三元鋰電池正極材料,。

        2.鎳氫三元鋰電池

        鎳氫三元鋰電池主要由正極材料、電解液和隔膜組成,。鎳氫三元鋰電池在大電流充放電和低溫下工作性能良好,，倍率性能優(yōu)異，是目前最常用的動力電池,。該電池使用高溫鋰離子進行充電,，以提高安全性和使用壽命，但該電池在充放電過程中產(chǎn)生的氣體對人體健康有害,。由于電解液中的電解質可以反應成固態(tài)電解質或液態(tài)電解質,，因此該電池可以應用于動力鋰電池組。該電池結構如圖2所示,。

        3.固態(tài)電解質

        固態(tài)電解質是由固態(tài)氧化物,、玻璃狀固體電解質組成,，固態(tài)電解質由多種組分構成,，常見的有氯化鋰電池電解質和二氧化碳電解質。鎳鈷錳電池和鎳氫四元鋰電池通常采用液態(tài)電解質,，固態(tài)電解質是在常溫下固化而成的固態(tài)物質,，可以降低鋰離子對電極材料的嵌入能力，增加電極活性物質密度,，提升電池的循環(huán)壽命和使用壽命,。固態(tài)電解質不僅可以降低電池成本與鋰離子遷移率，還可以提升電池安全性,、循環(huán)壽命與效率,，降低電極材料損耗與電化學性能降低成本。

        4.安全問題

        高能量密度的鋰電池在高溫,、高低溫等極端環(huán)境下均會產(chǎn)生安全隱患,，特別是在大容量鋰電池組中，對安全性要求更高。若不能滿足要求,，將會影響電池使用壽命,，甚至可能引發(fā)安全事故。因此,，在研發(fā)中需要考慮大容量鋰電池組對安全的需求,。

        5.材料選擇

        鎳鈷錳電池因其具有比容量高、比電量高,、循環(huán)壽命長,、成本低等優(yōu)點，一直是人們關注的焦點,，隨著科學技術的發(fā)展,，各種高性能材料也逐漸被發(fā)現(xiàn)，其在鎳鈷錳電池中得到了廣泛的應用,。目前應用較多的材料有NCM811及NCM811+ Li NiNd2SO4復合鋰離子電池（見圖5),。NCM811復合鋰離子電池能夠使鎳鈷錳三元電池的循環(huán)壽命增加到800次以上。同時在低溫環(huán)境下也能保持較高的循環(huán)性能,，如能實現(xiàn)-20℃-40℃中使用都可以達到500次以上,。