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我们时常会提及三元锂电池，或者铁锂电池，这些皆是依据正极活性材料来为锂电池命名的，本文汇总六种常见锂电池类型，以及它们的主要性能参数，大家都清楚，相同技术路线的电芯，其具体参数并非完全相同，本文所展示的是当前参数的一般水平。钴酸锂（LiCoO2）属于六种锂电池中的一种，锰酸锂（LiMn2O4）也是六种锂电池中的一种，镍钴锰酸锂（LiNiMnCoO2或NMC）同样是六种锂电池中的一种，镍钴铝酸锂（LiNiCoAlO2或称NCA）还是六种锂电池中的一种，磷酸铁锂（LiFePO4）亦是六种锂电池中的一种，钛酸锂（Li4Ti5O12）更是六种锂电池中的一种。
钴酸锂（LiCoO 2）
钴酸锂因具有被称为其高比能量的特性，从而成了手机、笔记本电脑以及数码相机这种类型设备的热门选择，这种电池是由氧化钴阴极以及石墨碳阳极共同组成的，阴极具备分层结构，在进行放电这个过程的时候，锂离子会从阳极朝着阴极移动，而充电这个过程其流动方向刚好是相反的，结构形式呈现出如图1所示的样子。
图1： 钴酸锂结构
阴极端呈现出分层的结构形态，当处于放电的阶段期间，锂离子朝着阴极的方向从阳极进行移动，而在充电的时候，其流量是沿着从阴极到阳极的方向进行回流的。
钴酸锂有缺点，其寿命相对短，热稳定性低，负载能力有限也就是比功率有限。钴酸锂如同其他钴混合锂离子电池，采用石墨阳极，其循环寿命受固体电解质界面即SEI限制，主要体现为SEI膜逐渐增厚，以及快速充电或者低温充电时阳极镀锂问题。较新的材料体系添加了镍，添加了锰，和/或添加了铝，目的是提高寿命，提高负载能力，降低成本。
钴酸锂进行充电时，不应采取高于容量的电流，钴酸锂进行放电时，同样不应采取高于容量的电流，这存在着一定的意味，那就是具有2，400mAh的18650电池，其充电之时，只能运用小于等于2，400mA的电流，18650电池在放电的时候，也只能采用小于等于2，400mA的电流，要是强制地进行快速充电，或者施加高于2400mA的负载，就会致使出现过热的情况，还会导致超负荷的应力产生，为了能够获得最佳的快速充电效果，制造商给出了相应的建议，充电倍率应为0.8C，也就是大约2，000mA，电池保护电路会把能量单元的充电速率限制在约1C的安全水平，电池保护电路还会把能量单元的放电速率限制在约1C的安全水平。
与运行相关的钻酸锂性能，在六角蜘蛛图（图2）中得以总结，其涵盖具体能量或容量方面，具体功率或提供大电流的能力，以及安全表现，于高低温环境下所呈现的性能，寿命包含日历寿命和循环寿命，还有成本特性。其他重要而未在蜘蛛图显示的特征，有包括毒性，具备快速充电能力，存在自放电现象以及保质期。
由于钴成本高，且通过与其他活性阴极材料混合材料带来明显性能改善，钴酸锂正逐步被锰酸锂替代，特别是NMC、NCA。（请参阅下面对NMC和NCA的描述。）
图2： 平均钴酸锂电池的蜘蛛图。
钴酸锂于高比能量这一方面展现出卓越不凡的表现，然而，在功率特性这一领域，以及安全性这一方面，还有循环寿命这一范畴，其所能够给予的仅仅是处于一般水准的性能表现 。
汇总表
钴酸锂氧化物，LiCoO 2阴极，约60％Co，石墨阳极，短型，LCO或Li - 钴，始于1991年以来。
电压
标称值为3.60V; 典型工作范围3.0-4.2V /电池
比能（容量）
150至200Wh每公斤，特种电池所提供的达到了高达240Wh每千克。
充电（C率）
充电至4.20V，大部分电池是0.7到1C，典型充电时长为3小时，1C以上的充电电流会使电池寿命缩短。
放电（C率）
一C，放电截止电压为二点五零伏，一C以上的放电电流会致使电池寿命被缩短。 。
循环寿命
500-1000，与放电深度，负荷，温度有关
热失控
150°C（302°F）。满充状态容易带来热失控
应用
手机，平板电脑，笔记本电脑，相机
注释
有着非常高的比能量，具备有限的比功率，钴十分昂贵，被当作能量型电池使用，市场份额处于稳定状态。
表3：钴酸锂的特性
锰酸锂（LiMn2O4）
尖晶石锰酸锂电池，首次在1983年发表的材料研究报告里出现。1996年，Moli能源公司，让以锰酸锂作为阴极材料的锂离子电池实现商业化。该架构构建三维尖晶石结构，能对电极上的离子流动起到改进作用，进而使内部电阻得以降低，使得电流承载能力得到增进。尖晶石的另外一个优点是热稳定性高，在安全性方面有提升，然而循环和日历寿命存在一定限度。
可实现快速充电以及大电流放电的是低电池内阻。有用于电动工具 ，医疗器械 ，以及混合动力和纯电动汽车的锰酸锂 。其为18650型电芯 ，该锰酸锂电池能够在20 - 30A的电流下面进行放电 ，并且有着适度的热量积累 。还能够施加高达50A1秒的负载脉冲 。不过在此电流之下持续的高负荷会致使热量积聚 ，而电池温度是不可以超过80°C（176°F）的 。
锰酸锂电池的阴极上，会形成三维晶体骨架，这由图4说明。该尖晶石结构呢，通常是由连接成晶格的菱形形状组成，一般在电池化成后出现。
图4：锰酸锂结构。
锰酸锂阴极结晶会形成三维骨架结构，这一结构是在化成后成型的。尖晶石能提供低电阻，不过其比能量低于钴酸锂。
锰酸锂的容量大概比钴酸锂低三分之一 ，设计灵活性让工程师能够进行选择 ，选择最大限度地去延长电池的使用寿命 ，或者提高最大负载电流也就是比功率 ，或者提高容量也就是比能 。比如说 ，18650电池的长寿命版本仅有1,100mAh的适中容量 ，高容量版本却达到了1,500mAh 。
图5显示出，那是典型锰酸锂电池的蜘蛛图,这些特性参数好像不太理想，不过新设计在功率方面有改进，在安全性方面有改进，在寿命方面也有改进，纯锰酸锂电池现今不再普遍，它们只在特殊情形下应用。
图5：蜘蛛图，属于纯锰酸锂电池。新型锰酸锂设计，虽整体性能平常，然而却能够提升功率，还能够提升安全性，并且能够提升寿命。
多数的锰酸锂跟锂镍锰钴氧化物也就是NMC相混合，目的在于提升比能量以及延长寿命，这样的组合致使每个系统具备最佳性能，而大多数电动汽车像是日产Leaf，雪佛兰Volt以及宝马i3都选择用上了LMO也就是NMC，电池的LMO部分能够达到大概30％，能够在加速之际提供较高电流，NMC部分则提供了很长的续航里程。
锂离子电池搞研究呀，倾向把锰酸锂跟钴、镍、锰以及/或者铝组合起来，当成处于活性状态的阴极材料。在一些架构里头呢，少量硅被加到阳极那边去。如此一来呀，就有了25％的容量提升呢；不过啦，硅会随着充放电进行膨胀以及收缩，因而引发机械应力，容量提升和短的循环寿命通常紧密关联着噢。
能便利地挑选这三种活性金属，还有硅增强，以此提升比能（容量），比功率（负载能力）或者寿命，消费电池需求大容量，工业应用需要电池系统，具备良好的负载能力，寿命长久，并且提供安全可靠的服务。
汇总表
锰酸锂氧化物，其阴极是LiMn2O4 ，阳极是石墨 ，简称,LMO，或者别称Li-Mn，属于尖晶石结构，自1996年起开始存在 。
电压
3.70V，括号内为3.80V，这是标称值，典型工作范围是3.0至4.2V，针对每只电池 。
比能（容量）
100-150Wh / kg的
充电（C率）
常规典型数值处于0.7至1C范围，最大数值是3C，针对多数电池而言充电至4.20V 。
放电（C率）
1C，某些电池能够实现10C，30C脉冲（5s），2.50V截止，句号。
循环寿命
300-700（与放电深度，温度有关）
热失控
典型值为250°C（482°F）。高电荷促进热失控
应用
电动工具，医疗设备，电动动力传动系统
注释
功率较大，然而容量较少，比钴酸锂具备更高安全性，通常会与NMC进行混合以此来提升性能。
表6：锰酸锂氧化物的特性
镍钴锰酸锂（LiNiMnCoO 2或NMC）
镍锰钴（NMC）的阴极组合，是最成功的锂离子体系当中的一个，和锰酸锂相似，此体系能够被定制用来当作能量电池或者功率电池，像是中等负载状况下的18650电池里的NMC，有着大约2800mAh的容量，并且能够提供4A至5A的放电电流，同一类型的NMC专门针对特定功率进行优化时，容量只有2000mAh，不过能够提供20A的连续放电电流，硅基阳极会达到4000mAh以上，然而负载能力下降，循环寿命缩短。石墨当中添加的硅存在缺陷，阳极会伴随充电以及放电出现膨胀与收缩的情况，这致使电池机械应力大，结构不稳定。
有着特殊之处的NMC，其秘密在于镍跟锰的结合，镍凭借高比能量闻名，然而稳定性差，锰的尖晶石结构可达成低内阻，但比能量低，两种活性金属优势互补，类似食盐，其主要成分钠和氯化物自身有毒，却混合起来用作调味盐以及食品保存剂 。
NMC是电动工具首选电池，NMC是电动自行车首选电池，NMC是其他电动动力系统首选电池，NMC阴极组合通常是三分之一镍，NMC阴极组合通常是三分之一锰，NMC阴极组合通常是三分之一钴，NMC阴极组合也被称为1-1-1，NMC阴极组合提供了一种独特混合物，NMC阴极组合因钴含量降低降低了原材料成本，另一个成功组合是NCM，NCM含有5份镍，NCM含有3份钴，NCM含有2份锰，NCM也被称为5-3-2，也可以使用其他不同量阴极材料组合。
钴成本高，使得电池制造商从钴系转向镍阴极，镍基系统能量密度更高，成本更低，循环寿命更长，然而其电压略低 。
能够提高电量的新型电解质以及添加剂，可将单只电池充电至4.4V以上，图7把NMC的特性给展示出来了。
图7，是NMC的蜘蛛图，NMC具备优良的整体性能，且于比能量方面展现出众，此电池乃电动车的首选，还有最低的自热率。
该体系经济性表现较好，该体系综合性能表现也较好，所以NMC混合锂离子电池愈发受到重视，镍这种活性材料可轻松与锰和钴混合，锰和钴两种活性材料也可轻松与镍混合，以此适应汽车的广泛应用，汽车需要频繁循环，还能适应能源存储系统即EES的广泛应用，NMC家族的多样性处于增长态势 。
汇总表
锂镍锰钴氧化物，其阴极是LiNiMnCoO2，阳极是石墨，简称有NMC，NCM，CMN，CNM，MNC，MCN类似于不同金属组合，起始于2008年。
电压
3.60伏特，标称是3.70伏特；电池典型的工作范围是3.0至4.2伏特或者更高 。
比能（容量）
150-220Wh/kg
充电（C率）
电荷范围在0.7至1C ，将其充电直至达到4.20V ，有的要充到4.30V ，典型充电时长为3小时 ，充电电流若超过1C是会使电池寿命缩短的 。
放电（C率）
1C; 2C可能在某些电芯上可行；2.50V截止
循环寿命
1000-2000（与放电深度，温度有关）
热失控
典型的210°C（410°F）。高电荷促进热失控
应用
电动自行车，医疗设备，电动车，工业
注释
有着高容量，具备高功率，是混合电芯，此受到多种用途的欢迎，致使市场份额不断增加。
表8： 锂镍锰钴氧化物（NMC）的特性。
磷酸铁锂（LiFePO 4）
1996年，德克萨斯大学有了发现，磷酸盐能够作为再充电锂电池的阴极材料，磷酸锂具备良好的电化学性能，还有低电阻，这是借助纳米级磷酸盐阴极材料达成的，主要优点是高额定电流，以及长循环寿命，还有良好的热稳定性，增强了安全性，以及对滥用的容忍度。
如若长时间维持在高电压状况下，磷酸锂针对全部充电条件而言耐受性愈发强，而且相较于其他锂离子系统应力为更小。其缺点即为，较低的3.2V电池标称电压致使比能量低于钴掺杂锂离子电池。对于多数电池来讲，低温会使性能降低，升高储存温度会令使用寿命缩短，磷酸锂这事也不例外 。磷酸锂有着比别的锂离子电池更高的自放电现象，这有可能致使老化所以带来均衡方面的问题，虽说能够借助选用高质量电池或者运用先进电池管理系统去弥补此问题，不过这两种方法都提升了电池组的成本。电池寿命对于制造过程里的杂质极为敏感，无法承受水分进行掺杂，因水分杂质的存在有些电池最短寿命仅有50个循环。图9对磷酸锂的属性做了总结。
常用磷酸锂替代铅酸起动蓄电池，四个串联电池输出12.80V，这与六个2V铅酸电池串联后的电压相近，车辆把铅酸充电至14.40V（即2.40V/电池）并维持浮充状态，浮充的目的是保持完全充电水准且防止铅酸电池硫酸化。
将四个磷酸锂电池进行串联，每个电池电压是3.60V，这是正确的满充电电压，这时应断开充电，可驾驶时却继续充电，磷酸锂能容忍一些过度充电，不过因多数车辆在长途旅行中长时间使电压处于14.40V会增加磷酸锂电池的机械应力，时间会告知我们磷酸锂作为铅酸电池替代品能承受过充电的时长，低温会降低锂离子性能，可能影响极端情况下的起动能力。
图9：典型磷酸锂电池的蜘蛛图。
磷酸锂具备优良的安全性，拥有长久的寿命，其比能量处于适中状态，此状态下自放电能力得以增强。
由Cadex提供
汇总表
LiFePO4这样的阴极部分是磷酸铁锂，阳极部分是石墨，它的简称是LFP或磷酸锂，这件事开始于1996年。
电压
3.20，其标称值为3.30V，典型工作范围是2.5至3.65V。
比能（容量）
90-120Wh/kg
充电（C率）
1C典型，充电至3.65V；典型的3小时充电时间
放电（C率）
可行于一些电芯上的是1C，以及25C，存在40A脉冲，时长为2s，截止电压是2.50V，低于2V会导致损坏，
循环寿命
1000-2000（与放电深度，温度有关）
热失控
270°C（518°F）即使充满电，电池也非常安全
应用
便携式和固定式，需要高负载电流和耐久性的应用场景
注释
极具平坦程度的电压放电曲线，然而其容量偏低，是最为安全的锂离子产品中的一种，应用于特殊的市场领域，具备较高的自放电情况。
表10：磷酸铁锂的特性
镍钴铝酸锂（LiNiCoAlO2或称NCA）
，加入铝能赋予电池更好的化学稳定性 。
图11：NCA的蜘蛛图，使NCA成为EV动力系统候选者的是高能量，以及功率密度，还有良好的使用寿命，然而有负面影响的是高成本和边际安全性。
汇总表
阴极是LiNiCoAlO2的镍钴铝酸锂，其中钴含量约为9％，阳极是石墨简称为NCA或锂铝，它始于1999年 。
电压
标称值为3.60V；典型工作范围3.0-4.2V
比能（容量）
200-260Wh/公斤; 预测可以达到300Wh/kg
充电（C率）
通常，大多数电池充电至4.20V时，充电规格为0.7C，典型充电时长是3小时，部分电池具备快速充电能力 。
放电（C率）
1C典型；截止3.00V；高放电速率会缩短电池寿命
循环寿命
500（与放电深度，温度有关）
热失控
典型值为150°C（302°F），高电荷会导致热失控
应用
医疗设备，工业，电动动力总成（特斯拉）
注释
与钴酸锂有相似之处。能量型电池。
表12：镍钴铝酸锂的特性
钛酸锂（Li4Ti5O12）
自二十世纪八十年代开启以来，钛酸锂阳极这一类型的电池就已被众人知晓，钛酸锂取代了典型锂离子电池阳极当中的石墨，而且该材料能形成尖晶石结构电池，电池的阴极可以是锰酸锂或者是NMC，钛酸锂所具备的标称电池电压为2.40V，其能够实现快速充电，还可以提供10C的高放电电流据说，该电池的循环次数要高于常规锂离子电池的循环次数，钛酸锂自身是安全的，有着出色的低温放电特性，在-30°C（-22°F）这样的低温环境下能够获得80％的容量。
电池中LTO（一般指的是Li4Ti5 O12）处于零应变状态，不存在SEI膜形成情况，且在快速充电以及低温充电时不会出现锂电镀现象，相比传统的钴掺混的Li - 离子与石墨阳极，其充放电性能更具优势，在高温下热稳定性也比其他锂离子体系优质，不过，这种电池存在价格昂贵的特性，其比能量较低，仅为65Wh/kg，与NiCd相当，钛酸锂充电至2.80V，放电即将结束的电压为1.80V，图13展示了钛酸锂电池的特性，它典型的用途是电动动力传动系统，UPS以及太阳能路灯。
图13：钛酸锂所呈现的蜘蛛图，于钛酸锂而言，在安全性方面表现出色，于低温性能方面表现出色，于寿命方面表现出色，且正在为提高比能量付出努力，且正在为降低成本付出努力。
汇总表
能够是锰酸锂氧化物，或者是NMC的钛酸锂，Li4Ti 5O12（钛酸盐）阳极的简称是LTO，又或者是Li-钛酸盐，在2008年左右的时候开始进行销售。
电压
2.40V标称值； 典型工作范围1.8-2.85V；
比能（容量）
50-80Wh/kg
充电（C率）
1C典型； 最大5C，充电至2.85V
放电（C率）
一种可能性为包含着10C，存在着30C的5s脉冲，LCO/LLO所处于电压截止状态为1.80V 。
循环寿命
3,000-7,000
热失控
一种最安全的锂离子电池
应用
不间断电源，电动动力总成，其涵盖三菱i-MiEV，还有本田飞度EV，以及太阳能路灯。
注释
有这样一种锂离子电池，它的寿命长，它充电快，它温度范围宽，它比能量低，并且它价格昂贵，它是最安全的 。
表14：钛酸锂的特性
图15对基于铅体系的比能进行了比较，还对基于镍体系的比能进行了比较，也对基于锂体系的比能进行了比较。即便锂铝（NCA）凭借储存比其他系统更多容量进而成为显著的赢家，然而它仅仅适用于特定场景下的电源使用。从比功率方面来说锰酸锂（LMO）优异，从热稳定性方面来说锰酸锂（LMO）优异，并且就比功率和热稳定性而言磷酸锂（LFP）优异。钛酸锂（LTO）的容量或许较低，不过它的寿命超越了其他大多数电池，而且它具备最佳的低温性能。
图15：铅，镍和锂基电池的典型比能量
NCA有着最高的比能量 ，不过 ，在比功率以及热稳定性方面 ，锰酸锂和磷酸铁锂更具优势 ，钛酸锂拥有最好的使用寿命 。
