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動力電池之間的區別介紹

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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。但是這兩者有什麼區別呢?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」,一般是指採用鎳鈷錳酸鋰(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,電壓平台高,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。
磷酸鐵鋰電池則是採用磷酸鐵鋰(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並不會有泄漏,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,並在高溫作用下極易發生燃燒或爆炸的現象,因此基於安全的考慮,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(氣溫低於-10℃以下),磷酸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%,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。
從製造成本上來看,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次後,剩餘容量為84%,1c(1c表示電池一小時完全放電時電流強度)循環5000次後仍能保持80%以上的初始容量;三元鋰電池循環3900次後,剩餘容量只剩下66%,1c循環2500次後就下降到80%初始容量。相比起來磷酸鋰電池的循環壽命要遠遠大於三元鋰電池。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,今後還有很大的提升空間。
前景。
日本松下、韓國lg化學、三星sdi等多採用三元鋰電池的技術路線,比如新能源巨頭特斯拉就採用了松下的鎳鈷鋁酸鋰三元鋰電池,就是所謂的nca,在models和modelx上採用的是松下18650電池組,而最新的model3採用了更大容量的21700圓柱體電池組。
國內的新能源汽車企業在早期源於成本問題,大多採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,而現如今由於國家對於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。
寫在最後。
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modelx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後,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。
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