一文看懂—(三元锂、刀片、固态等)新能源汽车「电池」详解
锂系电池分为锂电池和锂离子电池。手机和笔记本电脑使用的都是锂离子电池,通常人们俗称其为锂电池,而真正的锂电池由于危险性大,很少应用于日常电子产品。
锂离子电池通常由正极、负极、隔膜、电解液和外包装组成,锂离子电池以碳素材料为负极,以含锂的化合物作正极,没有金属锂存在,只有锂离子,主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。锂离子电池能量密度大,循环寿命长。
钴酸锂电池与三元锂电池都是属于锂离子电池的一种。现在用在电动汽车上的锂离子电池,主要就是这两种。由于电池正极对能量密度有着决定性作用,所以在电池命名规则上,多以正极材料来命名。
五、磷酸铁锂离子电池
自电动车行业发展以来,中国是全球磷酸铁锂最大的消费市场。磷酸铁锂电池使用磷酸铁锂作为正极材料,碳作为负极材料的锂离子电池。其安全性能好、能力密度高、循环寿命长(2000次以上),比亚迪于2020年3月29日发布的“刀片电池”就是属于磷酸铁锂电池,体积利用率提升了50%以上。
磷酸铁锂离子电池热稳定性好,针刺实验中,无明火,表面温度30 -60 ,表现优异。但是在低温下性能受影响较大,且制造成本偏高。但是随着容量和规模的不断扩大,集成技术的不断成熟,储能系统成本将进一步降低当温度低于-5 时,充电效率大幅降低,因此无法满足北方在冬季充电的需求。
5、三元锂离子电池
三元锂电池正极材料使用镍钴锰酸或者镍钴铝酸锂的三元材料作正极,石墨作为负极材料,能量密度极高,但安全性较差,对于要求续航能力较高的纯电动汽车而言,前景很广。典型车型:特斯拉Model3采用的21700型三元锂电池。宁德时代就是依靠三元锂电池异军突起。
其实三元锂电池高温下稳定性不足,比较适合北方天气,低温时电池加倍稳定,三元电池在内部短路、电池外壳损坏的情况下,轻易引发燃烧、爆炸等安全事故,始终无法通过针刺实验。
电压平台高,能量密度高、循环性能好是三元锂动力电池的最大优势,但是安全性和循环寿命是三元锂电池的主要短板,尤其是高温安全性更是堪忧。