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      動力電池竟然還有區別?三元鋰是大趨勢

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      動力電池竟然還有區別?三元鋰是大趨勢

      發布日期:2018-12-07 作者:xjl 點擊:

      新能源汽車最核心的技術即為提供能量的電池,續航能力和充電速度則是電池技術發展到今天的瓶頸所在。經過多年發展,鋰電池的目前的類型有錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鈦酸鋰、鈷酸鋰、三元材料等,因能量性能和稀有金屬成本的原因,錳酸鋰、鈦酸鋰和鈷酸鋰電池逐漸變為小眾選擇,而磷酸鐵鋰和三元鋰電池則得到更廣泛的推廣應用。但是這兩者有什么區別呢?您的車是那種電池呢?


        三元鋰電池


        三元鋰電池全稱是“三元材料電池”,一般是指采用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2,NCM)或鎳鈷鋁酸鋰(NCA)三元正極材料的鋰電池,把鎳鹽、鈷鹽、錳鹽作為三種不同的成分比例進行不同的調整,所以稱之為“三元”,包含了許多不同比例類型的電池。從形狀上來區分,可分為軟包電池、圓柱電池和方形硬殼電池。其標稱電壓可達到3.6-3.8V,能量密度比較高,電壓平臺高,振實密度高,續航里程長,輸出功率較大,高溫穩定性差,但低溫性能優異,造價也比較高。


        磷酸鐵鋰電池


        磷酸鐵鋰電池則是采用磷酸鐵鋰(LiFePO4)作為正極材料,用鐵來做電池原料一來成本低廉,二不含重金屬,對環境污染較小,工作電壓為3.2V。磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩固,因此在零電壓存放時并不會有泄漏,高溫條件下或過充時安全性非常高,可快速充電,高放電功率,無記憶效應,循環壽命高,缺點為低溫性能差,正極材料振實密度小,能量密度較低,產品的成品率和一致性也飽受質疑。


        這兩類電池各有所長


        高溫條件下,三元鋰電池的三元材料會在200℃時發生分解,產生劇烈的化學反應,釋放出氧原子,并在高溫作用下極易發生燃燒或爆炸的現象,因此基于安全的考慮,我國工信部在2016年1月,通過特殊發文規定將三元鋰電池的使用暫時限制在純電動客車之外。而磷酸鋰電池的分解溫度在800℃,更不容易著火,安全性相對較高。


        低溫條件下(氣溫低于-10℃以下),磷酸鋰電池衰減得非???,經過不到100次充放電循環,電池容量將下降到初始容量的20%,基本與寒冷地區的使用絕緣了;而三元鋰電池的低溫性能優異,在-30℃條件下可保持正常電池容量,更適應北方低溫地區的使用條件。


        從制造成本上來看,三元鋰電池所必需的鈷元素在我國儲量較少,大部分靠海外進口,受到市場波動影響非常大,所以三元鋰電池的成本必然居高不下,而磷酸鐵鋰電池所需原材料無需進口,供應充足,價格穩定,成本相對較低。


        在實驗條件下,磷酸鐵鋰電池循環5000次后,剩余容量為84%,1C(1C表示電池一小時完全放電時電流強度) 循環5 000次后仍能保持80%以上的初始容量;三元鋰電池循環3900次后,剩余容量只剩下66%,1C循環2500次后就下降到80%初始容量。相比起來磷酸鋰電池的循環壽命要遠遠大于三元鋰電池。此外,磷酸鐵鋰電池能量密度為120Wh/kg,已經基本達到理論極致,而三元電池的能量密度180Wh/kg,今后還有很大的提升空間。


        前景


        日本松下、韓國LG化學、三星SDI等多采用三元鋰電池的技術路線,比如新能源巨頭特斯拉就采用了松下的鎳鈷鋁酸鋰三元鋰電池,就是所謂的NCA,在Model S和Model X上采用的是松下18650電池組,而最新的MODEL 3采用了更大容量的21700圓柱體電池組。


        國內的新能源汽車企業在早期源于成本問題,大多采用磷酸鐵鋰電池作為能量來源,如比亞迪等企業則為磷酸鐵鋰電池的主力廠商,推出了秦、唐、宋等眾多明星產品,而現如今由于國家對于續航里程等補貼標準的提升,三元鋰電池市場份額在逐漸提升。


        寫在最后


        在與磷酸鐵鋰電池的競爭中,三元鋰電池的安全問題有待提升,這始終是盤桓在汽車企業腦海中的陰影,連特斯拉Model X這樣的技術領先產品,也曾在國內外多次發生電池組起火燃燒的事故。但從長遠來看,三元鋰電池有著磷酸鐵鋰電池不可比擬的高能量密度、耐低溫等特性,在新能源汽車發展的未來,三元鋰電池解決掉安全和成本問題之后,將徹底取代目前磷酸鐵鋰的市場地位,將成為新能源市場上的大勢所趨。


      相關標簽:動力電池廠家

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