錳酸鋰電池和三元鋰電池作為鋰電池家族的成員，都有各自的優點和缺點。那么錳酸鋰電池與三元鋰電池哪個好？這個要從它們的原材料上去對比其制作成電池后的優缺點來對比。

1、錳酸(suan)鋰電(dian)池的優(you)缺(que)點

錳酸罐的優點是倍率性(xing)(xing)(xing)能(neng)好，制備(bei)比較容易，成(cheng)本較低(di)。缺點是由于(yu)錳的溶解導致高(gao)溫(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)和(he)循環(huan)性(xing)(xing)(xing)能(neng)不(bu)佳，通過摻雜鋁和(he)燒結造粒，高(gao)溫(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)和(he)循環(huan)引得到了很大的提高(gao)，基本上能(neng)夠滿足實際使用(yong)。總的來說，錳酸鋰電池(chi)成(cheng)本低(di)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)強(qiang)低(di)溫(wen)性(xing)(xing)(xing)強(qiang)，高(gao)溫(wen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)較差，衰(shuai)減稍快。

錳酸銀有三種：

（1）層狀錳(meng)酸(suan)鋰(li)LiMnO2，理(li)論容量285mA-h/g，電壓(ya)平臺4V。層狀結(jie)構難合(he)成，不穩(wen)定，極易生成Li2Mn204尖晶石結(jie)構而導致電壓(ya)平臺下降，穩(wen)定性差，容量不可逆衰(shuai)減等(deng)。

（2）高壓尖(jian)晶石錳(meng)酸鋰LiMn204，理論容量148mA-h/g，電(dian)壓平(ping)臺4.15。高溫性能差，55℃以上(shang)容量衰減嚴重。也易生成Li2Mn204尖(jian)晶石結(jie)構而導致(zhi)電(dian)壓平(ping)臺下降，穩定性差，容量不可逆(ni)衰減等。工業上(shang)錳(meng)酸鯉目前用(yong)的是這種。

（3）尖晶石錳酸鋰(li)(li)Li2Mn2O4，電壓低(di)（3V），客(ke)量低(di)，循環差，都(dou)在研究如何(he)避免這(zhe)種東(dong)西(xi)產生。三元(yuan)：為了(le)解決層狀錳酸鋰(li)(li)的(de)(de)缺陷，通過摻雜金屬元(yuan)素(su)的(de)(de)方(fang)法，發明了(le)Ni、Co（Al）取代猛的(de)(de)三元(yuan)材料(liao)(liao)LiNiCoMnO2（LiNiCoAlO2），兼(jian)顧了(le)鎳酸埋(mai)的(de)(de)高(gao)容(rong)量高(gao)電壓、錳酸鋰(li)(li)的(de)(de)高(gao)壓高(gao)安(an)全性，鉆(zhan)酸鋰(li)(li)的(de)(de)良(liang)好(hao)循環性，同時克服了(le)錳酸鋰(li)(li)鎳酸鋰(li)(li)合成(cheng)困難(nan)且不穩(wen)定、鉆(zhan)酸鋰(li)(li)成(cheng)本(ben)高(gao)的(de)(de)缺點，成(cheng)為了(le)目(mu)前(qian)的(de)(de)主(zhu)流正極材料(liao)(liao)。理論容(rong)量280mA-h/g，電壓

2.7~4.2，現在(zai)實際做出來的(de)容量在(zai)160mA-h/g左(zuo)右。

正極使用(yong)(yong)錳(meng)酸鋰材(cai)料的(de)電(dian)池(chi)。那么，錳(meng)酸鋰又是(shi)什(shen)么呢？它是(shi)以EMD（一種(zhong)原材(cai)料，曾用(yong)(yong)作(zuo)無(wu)汞(gong)堿錳(meng)電(dian)池(chi)專用(yong)(yong)材(cai)料）和碳酸鋰（亦為原料），配合相應的(de)添加物，經過混(hun)料、燒結等(deng)步驟生產(chan)而(er)成。

我們(men)一說到活酸(suan)鋰，便說它(ta)(ta)是(shi)(shi)(shi)尖晶(jing)(jing)石(shi)結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)，這(zhe)(zhe)是(shi)(shi)(shi)指(zhi)它(ta)(ta)應用在鋰電(dian)(dian)池(chi)(chi)上(shang)的(de)晶(jing)(jing)體形狀(zhuang)(zhuang)，當錳(meng)酸(suan)鋰不應用于鋰電(dian)(dian)池(chi)(chi)時(shi)，還(huan)有(you)層狀(zhuang)(zhuang)結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)。相對來說，尖晶(jing)(jing)石(shi)結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)比層狀(zhuang)(zhuang)結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)更穩定(ding)(ding)（雖(sui)然(ran)基于化學(xue)特(te)性(xing)，似乎(hu)也(ye)能(neng)(neng)想到幾何中不同形狀(zhuang)(zhuang)的(de)穩定(ding)(ding)性(xing)），因此(ci)實際應用中目前還(huan)是(shi)(shi)(shi)采用尖晶(jing)(jing)石(shi)結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)。除了錳(meng)酸(suan)鋰，鉆酸(suan)鋰和三元鋰電(dian)(dian)池(chi)(chi)正極也(ye)都是(shi)(shi)(shi)尖晶(jing)(jing)石(shi)結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)，但錳(meng)酸(suan)鋰這(zhe)(zhe)種尖晶(jing)(jing)石(shi)結(jie)構(gou)(gou)(gou)(gou)與它(ta)(ta)的(de)這(zhe)(zhe)兩個同類相比性(xing)格(ge)非(fei)常(chang)鮮明，即(ji)：優(you)缺(que)點均十分(fen)突(tu)出。其(qi)優(you)點是(shi)(shi)(shi)：耐低溫、倍率性(xing)能(neng)(neng)好、制備比較(jiao)容易，缺(que)點是(shi)(shi)(shi)：材料本身不穩定(ding)(ding)，需配(pei)以其(qi)它(ta)(ta)材料混合使(shi)用、高溫性(xing)能(neng)(neng)差、循環性(xing)能(neng)(neng)差、衰減快。錳(meng)酸(suan)鋰的(de)這(zhe)(zhe)些缺(que)點由(you)錳(meng)的(de)特(te)性(xing)而來。不過，由(you)于錳(meng)的(de)廣泛存在，使(shi)其(qi)具有(you)明顯(xian)的(de)成本優(you)勢。

因為(wei)錳(meng)酸(suan)鋰(li)材料是(shi)有(you)如此鮮明的特點(dian)，所以，人(ren)們便(bian)利用其優點(dian)、抑制(zhi)其缺點(dian)，使話酸(suan)鋰(li)電(dian)(dian)池應用于不(bu)同的領域，通常稱為(wei)A類(lei)與B類(lei)兩個應用。A類(lei)是(shi)指用于動力電(dian)(dian)池，重點(dian)考慮安全與循(xun)環性能，要(yao)(yao)求是(shi)可(ke)逆(ni)容(rong)量(liang)在(zai)100~115mAh/g，500次(ci)循(xun)環后可(ke)保持80%容(rong)量(liang)。B類(lei)主要(yao)(yao)用于消費電(dian)(dian)子（手(shou)機類(lei)），其特點(dian)是(shi)高容(rong)量(liang)，一般要(yao)(yao)求是(shi)可(ke)逆(ni)容(rong)量(liang)在(zai)120mAh/g，但循(xun)環性能只(zhi)要(yao)(yao)求經過(guo)300~500次(ci)保持60%的容(rong)量(liang)。

2、三元鋰電(dian)池的優缺點

三(san)元電(dian)池(chi)，三(san)元聚(ju)合物(wu)電(dian)池(chi)或是三(san)元聚(ju)合物(wu)鋰(li)電(dian)池(chi)等指的是三(san)元鋰(li)電(dian)池(chi)，那三(san)元鋰(li)電(dian)池(chi)是什么呢？這就(jiu)要先(xian)說制造三(san)元鋰(li)電(dian)池(chi)用的三(san)元材料LiNi1/3Co1/3Mn1/302了。

（1）三(san)元鋰電池優(you)點(dian)：

三元鋰電(dian)池(chi)能量密(mi)度(du)高，循(xun)環性能好于正(zheng)常鉆酸鋰。目(mu)前，隨著(zhu)配(pei)方的不斷改進和結構完善(shan)，電(dian)池(chi)的標(biao)稱電(dian)壓已達到(dao)3.7V，在容量上(shang)已經達到(dao)或超過鉆酸鋰電(dian)池(chi)水(shui)平。

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正極材料(liao)具有與LiCoO2相(xiang)似的(de)單一的(de)基于六方晶(jing)系的(de)a-NaFeO2型層狀(zhuang)巖(yan)鹽(yan)結構，空(kong)間點群(qun)為(wei)(wei)R3m。鋰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)占據(ju)巖(yan)鹽(yan)結構（111）面的(de)3a位，過(guo)渡(du)(du)金屬(shu)(shu)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)占據(ju)3b位，氧離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)占據(ju)6c位，每個(ge)過(guo)渡(du)(du)金屬(shu)(shu)原子(zi)(zi)(zi)由6個(ge)氧原子(zi)(zi)(zi)包圍形(xing)成(cheng)MO6八(ba)面體結構，而鋰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)嵌入(ru)過(guo)渡(du)(du)金屬(shu)(shu)原子(zi)(zi)(zi)與氧形(xing)成(cheng)的(de)Ni1/3Co1/3Mn1/3O層。因為(wei)(wei)二(er)價(jia)鎳(nie)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)半(ban)徑(jing)（0.069nm）與鋰離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)半(ban)徑(jing)（0.076nm）

相接近，所(suo)以少量鎳離(li)子(zi)可能(neng)會(hui)占據3a位，導致陽離(li)子(zi)混合(he)占位情(qing)況(kuang)的(de)出現，而這種混合(he)占位使(shi)得材料的(de)電化學性能(neng)變差。通常在(zai)XRD中，將（003）/（104）峰的(de)強(qiang)度比(bi)(bi)以及（006）/（012）和（018）/（110）峰的(de)分裂程度作(zuo)為(wei)陽離(li)子(zi)混合(he)占位情(qing)況(kuang)的(de)標志。一(yi)般(ban)情(qing)況(kuang)下，（003）/（104）峰的(de)強(qiang)度比(bi)(bi)高于(yu)1.2，且（006）/

（012）和(he)（018）/（110）峰出(chu)現明顯分(fen)裂時，層狀結(jie)構(gou)明顯，材料的電(dian)化(hua)(hua)學性能(neng)優(you)良。LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的晶胞(bao)參(can)數a=2.8622A、c=14.2278A。在(zai)(zai)晶格中(zhong)鎳(nie)、鉆、錳分(fen)別(bie)以+2、+3、+4價存(cun)(cun)在(zai)(zai)，同時也存(cun)(cun)在(zai)(zai)少量(liang)的Ni3+和(he)Mn3+，在(zai)(zai)充放電(dian)過程中(zhong)，除了有(you)Co3+/4+的電(dian)子(zi)轉移外，還存(cun)(cun)在(zai)(zai)Ni2+/3+和(he)Ni3+的電(dian)子(zi)轉移，這也使(shi)得材料具有(you)了更高的比容量(liang)。Mn4+只是作為一種結(jie)構(gou)物質而不參(can)與氧化(hua)(hua)還原(yuan)反應(ying)。Koyama等提出(chu)2個描(miao)述LiNi1sCou3Mnm3O2晶體結(jie)構(gou)模型，即具有(you)

[v3xV3]R30°型超結構[Ninaco1sMn1]層的復雜模型，晶胞參數(shu)a=4.904

A.c=13.884A.晶(jing)(jing)格形(xing)成(cheng)能(neng)為-0.17eV和(he)CoO2、NiO2和(he)MnO2層有序堆積的簡單模(mo)型，晶(jing)(jing)格形(xing)成(cheng)能(neng)為+0.06eV。因此(ci)，在合(he)適的合(he)成(cheng)條件(jian)下，完(wan)全(quan)可以(yi)形(xing)成(cheng)第一種模(mo)型，這種晶(jing)(jing)型在充(chong)放電(dian)過程中可以(yi)使晶(jing)(jing)格體積變化達到(dao)最小，能(neng)量有所降低，有利于晶(jing)(jing)格保(bao)持穩定。

三元材(cai)料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的電(dian)化學性(xing)(xing)能及熱穩(wen)定性(xing)(xing)

LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2作為(wei)鋰(li)離子(zi)電(dian)池正極材料，具有較高的(de)鋰(li)離子(zi)擴(kuo)散能力(li)，理論容(rong)(rong)量(liang)達278mAh/g，在(zai)充電(dian)過(guo)程中，在(zai)3.6V～4.6V之(zhi)間(jian)有兩(liang)個平臺，一個在(zai)3.8V左右，另一個在(zai)4.5V左右，主要(yao)歸(gui)因(yin)于Ni2+/Ni4+和Co3+/Co4+的(de)2個電(dian)對，且容(rong)(rong)量(liang)可(ke)達250mAh/s為(wei)理論容(rong)(rong)量(liang)的(de)91%。在(zai)2.3V~4.6V電(dian)壓范圍(wei)內(nei)，放電(dian)比(bi)容(rong)(rong)量(liang)為(wei)190mAh/g，100次循環后，可(ke)逆比(bi)容(rong)(rong)量(liang)比(bi)190mAh/g還要(yao)多(duo)。在(zai)2.8V～4.3V、

2.8V~4.4V和2.8V~4.5V電位范圍(wei)內進行電性能(neng)測(ce)試，放電比容量(liang)分別為159

mAh/g、168 mAh/g和(he)177 mAh/g且在不(bu)同溫度下（55℃、75℃、95℃）和(he)不(bu)同倍率(lv)放(fang)電時充放(fang)電，材料的結(jie)構變化均較小(xiao)，具有良好的穩定性，高(gao)溫性能良好，但低(di)溫性能有待改進。

鋰(li)離子(zi)(zi)電(dian)池的(de)安全性一直都是商業化的(de)一個重要衡量標準，在充電(dian)狀態下與電(dian)解液的(de)熱效應是正極材料是否適用(yong)于鋰(li)離子(zi)(zi)電(dian)池的(de)關鍵。

DSC測試(shi)結果表明(ming)，充電后的LiNi1gCo1gMn1/3O2在(zai)250~350℃未發現尖峰(feng)，LiCoO2在(zai)160℃和210℃有2個放熱(re)(re)(re)尖峰(feng)，LiNiO2在(zai)210℃有一個放熱(re)(re)(re)尖峰(feng)。三元(yuan)材料在(zai)這(zhe)個溫(wen)度范圍(wei)內(nei)也有一些放熱(re)(re)(re)和吸熱(re)(re)(re)反應，但反應要溫(wen)和得多(duo)。

（2）三(san)元鋰(li)電池缺點(dian)：

三元材(cai)料(liao)動力鋰電池(chi)主要(yao)有鎳鉆鋁(lv)酸(suan)鋰電池(chi)、鎳鉆錳酸(suan)鋰電池(chi)等，高溫結構不(bu)穩(wen)定，導致高溫安全(quan)性(xing)差，且pH值過高易使單體脹氣，進而(er)引發故障，現時條件下造價也不(bu)低。