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锂离子电池的分类跟优缺点是什么?

发布者:【蓝狮平台资讯】   发布时间:2023-07-19 12:07:17   点击量:170

锂电池一般分为两类:


锂金属电池:锂金属电池一般采用二氧化锰作为正极材料,锂或其合金金属作为负极材料,使用非水电解质溶液。


锂电池:锂电池一般使用锂合金金属氧化物作为正极材料,石墨作为负极材料,使用非水电解质电池。


锂金属电池虽然能量密度高,但理论上可达3860瓦/KG。但由于其性质不稳定,不能充电,不能作为重复使用的动力电池。锂电池作为主要动力电池发展,因为它们具有重复充电的能力。但由于其与不同元素的结合,正极材料在各方面的性能差异很大,导致行业对正极材料路线的争议增加。


一般来说,我们谈论最多的动力电池主要有磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钴酸锂电池和三元锂电池(三元镍钴锰)。


以上各种电池都有优缺点,大致概括为:


磷酸铁锂:


优点:使用寿命长,充放电率高,安全性好,高温性好,元素无害,成本低。


缺陷:能量密度低,振实密度低(体积密度)。


三元锂:


优点:能量密度高,振实密度高。


缺陷:安全性差、耐高温性差、寿命差、大功率放电差、元素有毒(三元锂电池大功率充放电后温度急剧升高,高温后氧气释放容易燃烧)。


锰酸锂:


优点:振实密度高,成本低。


缺陷:耐高温性差,锰酸锂长期使用后温度急剧升高,电池寿命严重衰减(如日产电瓶车LEAF)。


钴酸锂:


一般用于3C商品,安全性极差,不适合制造动力电池。


理论上,我们需要的电池应该是能量密度高、体积密度高、安全性好、耐高温低温、循环寿命长、无毒无害、功率充放电大、整合所有优势、成本低的电池。但目前还没有这样的电池,所以我们需要选择不同类型电池的优缺点。而且,不同的电动汽车对电池的需求点也不同,所以只有基于对电动汽车的长期判断,才能帮助我们准确判断电池路线的选择。


磷酸铁锂电池的优点


在这里,我们需要回顾前两篇文章,我们解释说,未来的电动汽车应该主要是小里程、快速充电的电动汽车。目前,家用汽车需要长寿命的双模混合动力,以及公交市场上的大型纯电动汽车。那么,这样的汽车需要什么样的电池呢?


一、安全


首先,安全是汽车必不可少的前提。与手机和电脑不同,汽车在高速行驶时可能会遇到许多不可预测的因素,如车祸造成的电池挤压和碰撞。任何不利因素都可能造成汽车毁灭和死亡。我们可以看到,一些老年滑板车使用劣质铅酸电池,根本没有安全保障。电池自燃和碰撞燃烧的案例数不胜数。另一个例子是特斯拉近一年的持续着火,尽管特斯拉的安全设计没有人员伤亡。但同时也要看到,这些事件都是非常轻微的碰撞事故,对自己和人没有伤害,但电池却着火了,那么如果是更严重的事故呢?


二、高倍率放电寿命


一般来说,汽车的使用寿命接近几十年。一辆电动汽车的电池在10年内至少需要3000次循环。作为一个昂贵的部件,电池的使用寿命是否等同于汽车是非常重要的。既要保证车辆的性能,又要保证车主的利益,这样才有利于市场的推广。目前,只有去年上市的比亚迪“秦”才能保证电池的终身保修。


电池寿命是循环寿命,不是简单的电池参数给出的数字。电池循环寿命与电池循环状态密切相关,如放电率、充电率、温度等。一般电池实验室数据获得的循环寿命为0.3C恒定充放电率,在20度稳定的最佳温度下获得。但在实际使用过程中,倍数和温度都是不恒定的。这就是为什么笔记本电脑、手机和电池的实际使用寿命远低于制造商提供的数据。中小里程纯电动和长寿命双模混合动力汽车由于电池较少,放电需求较高,对寿命影响较大。


例如,A123磷酸铁锂电池的一般循环寿命可达3000次左右。但A123磷酸铁锂模型电池采用10C充电率和5C放电率,实验室寿命缩短至600次,实际应用仅400次,可见放电率对寿命的影响。


以比亚迪的“秦”为例,只有13KWH的电池驱动峰值功率为110KW的电机。可以计算出,当“秦”充满电时,其最大放电率高达8.4C。特别是当“秦”只有50%的电量时,其最大放电率可以达到18C。如果电量再低,放电率会超过25C,这将大大缩短电池寿命。


看看P85度的特斯拉,最大功率310KW的电机看起来很大。事实上,电池的放电率只有4C。当电量只有30%时,最大放电率只有10C。而特斯拉的大容量电池在很大程度上防止了电池处于大功率放电状态。


通过简单的比较,我们可以看到比亚迪电池高倍率放电寿命的优势。


三、温度适应性


极寒对电池的影响主要体现在充放电率低、容量降低等方面;极热对电池的影响表现为寿命降低、高温安全性和充放电能力降低。


极寒对电池的影响相对较轻,因为一般锂电池可以在零下20度以下使用,在电池放电过程中会产生热量

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    能量密度:125-160Wh/kg
    充放电能力:5-10C(20-80%DOD)
    温度范围:-40℃—65℃
    自耗电:≤3%/月

  • 高安全

    过充电、过放电、针刺、 挤压、短路、
    撞击、高温、枪击时电池不燃烧、爆炸。

  • 高可靠

    动力电池循环寿命不低于2000次,
    80%容量保持率;
    电池管理系统可靠、稳定、适应性 强,
    符合国军标要求。