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我國目前正大力發展新能源汽車,國家和地方的補貼及限牌政策使得新能源汽車日漸成為購車族的最佳選擇。大部分消費者只關心電動車的續航能力,忽略了電動車的核心動力“動力電池”。今天我們就來聊聊,新能源汽車都配備了哪幾種電池,代表車型以及各類動力電池的特點。
簡介:充電過程中,磷酸亞鐵鋰中的部分鋰離子脫出,經電解質傳遞到負極,嵌入負極碳材料;同時從正極釋放出電子,自外電路到達負極,維持化學反應的平衡。放電過程中,鋰離子自負極脫出,經電解質到達正極,同時負極釋放電子,自外電路到達正極,為外界提供能量。
特點:
1.能量密度較高。2019年一些優秀的電池廠家大概能做到能量密度175-180Wh/kg的水平,個別廠家采用疊片工藝、能量密度達到185Wh/kg。
2.安全性能好。磷酸鐵鋰電池正極材料電化學性能比較穩定, 這決定了它具有著平穩的充放電平臺,因此,在充放電過程中電池的結構不會發生變化,不會燃燒爆炸,并且即使在短路、過充、擠壓、針刺等特殊條件下,仍然是非常安全的。
3.循環壽命長。磷酸鐵鋰電池1C循環壽命普遍達2000次, 甚至達到3500次以上, 而對于儲能市場要求達到4000-5000次以上, 保證8-10年的使用壽命, 高于三元電池1000多次的循環壽命, 而長壽命鉛酸電池的循環壽命在300次左右。
4.安全環保。磷酸鐵鋰電池不含任何重金屬和稀有金屬,安全,無毒無污染,為絕對的綠色環保電池。由于磷酸鐵鋰材料整個生產過程中,清潔無毒,所有的原材料均為無毒無污染。
代表車型:
北汽EU5、榮威Ei5、 比亞迪漢。
簡介:三元聚合物鋰電池是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2)或者鎳鈷鋁酸鋰的三元正極材料的鋰電池,三元復合正極材料是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料,鎳鈷錳的比例可進行必要調整。
特點:
1.能量密度高。理論能量密度達到280 mAh/g,產品實際容量密度超過150 mAh/g。
2.循環性能好。在常溫和高溫下,均具有優異的循環穩定性。
3.電壓平臺高。在2.5-4.3/4.4V電壓范圍內循環穩定可靠。
4.循環壽命長。循環壽命500次容量保持80%以上。
5.晶體結構理想、自放電小、無記憶效應。
代表車型:
特斯拉、廣汽傳祺GA5、北汽EU450、奇瑞小螞蟻
簡介:鎳氫電池是一種性能良好的蓄電池。鎳氫電池分為高壓鎳氫電池和低壓鎳氫電池。鎳氫電池正極活性物質為Ni(OH)2(稱NiO電極),負極活性物質為金屬氫化物,也稱儲氫合金(電極稱儲氫電極),電解液為6mol/L氫氧化鉀溶液。鎳氫電池作為氫能源應用的一個重要方向越來越被人們注意。
特點:
1.可靠性強。具有較好的過放電、過充電保護,可耐較高的充放電率并且無枝晶形成。具有良好的比特性。能量密度達到為60mAh/g。
2.循環壽命長,可達數千次之多。
3.低溫性能優良。在-10℃時,容量沒有明顯改變。
代表車型:
豐田普銳斯 Prius 一代到三代。
除豐田汽車在普銳斯一代到三代車型使用鎳氫電池作為動力電池,考慮到鎳氫電池能量密度低、有電池記憶等因素,絕大多數車企選擇磷酸鐵鋰或三元聚合物鋰電池作為新能源汽車動力電源,下面著重對比分析兩種動力電池的優缺點:
1.高溫安全性比較:
三元鋰電池的三元材料會在200℃時發生分解。
磷酸鐵鋰電池的分解溫度在800℃,安全性相對較高。
磷酸鐵鋰電池勝出。
2.低溫衰減性能比較:
三元聚合物鋰電池的低溫性能優異,在-20℃條件下可保持正常電池容量的約70%~80%,磷酸鐵鋰電池在-20℃條件下只能保持正常電池容量的約50%~60%。
氣溫低于-10℃,磷酸鐵鋰電池衰減得非常快,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%。
三元聚合物鋰電池勝出。
3.制造成本比較:
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,所以三元鋰電池的成本較高。
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。
磷酸鐵鋰電池勝出。
4.能量密度比較:
三元聚合物鋰電池的能量密度較高,通過調節鎳、鈷、錳(或鋁)三種金屬元素比例,還有極大的提升空間。
磷酸鐵鋰電池能量密度較低,基本已經達到理論上限。
三元聚合物鋰電池勝出。
能量密度、低溫性能,倍率性能等方面,三元鋰離子電池綜合性能優于磷酸鐵鋰電池,但是在穩定性以及成本上,磷酸鐵鋰電池占據優勢。在目前的應用市場上,新能源客車的電池主要為磷酸鐵鋰電池,而三元聚合物鋰離子電池因其優勢成為乘用車首選。