電池百科
宣傳內(nèi)容
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動(dòng)力鋰電池作為新能源汽車重要的核心部件,掌握著關(guān)鍵的命脈。對(duì)于一輛新能源汽車來(lái)說(shuō),電池就是生命,電池的性能在很大程度上決定了這輛車的綜合表現(xiàn)。那么目前市場(chǎng)上磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池,氫燃料電池哪款電池性能最好?未來(lái)的趨勢(shì)如何呢?存能電氣就針對(duì)這個(gè)問(wèn)題來(lái)做出分析。
似乎這是一場(chǎng)已經(jīng)分出結(jié)果的戰(zhàn)爭(zhēng),尤其是國(guó)家補(bǔ)貼新政對(duì)電池能量密度提出要求之后,在小型乘用車領(lǐng)域,三元鋰電池已經(jīng)全面取代磷酸鐵鋰電池。但這是否能夠證明三元鋰電池比磷酸鐵鋰電池更加優(yōu)秀,代表了未來(lái)電池的發(fā)展方向?
電動(dòng)汽車頻發(fā)自燃事故,院士呼吁:叫停三元電池!下面就讓我們一探究竟!今年5月份美國(guó)一周之內(nèi)發(fā)生了兩起特斯拉電動(dòng)汽車起火事故,國(guó)內(nèi)也發(fā)生了多起電動(dòng)汽車燃燒事故。工程院楊裕生院士撰文表示:電動(dòng)汽車自燃事故頻發(fā),要叫停三元鋰電池!對(duì)于電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō),不管是商用還是乘用,都是事關(guān)人身安全,必須把安全放在第一位!
近年來(lái),受補(bǔ)貼政策推動(dòng),新能源汽車產(chǎn)業(yè)迎來(lái)突飛猛進(jìn)式的發(fā)展,特別是具備更高續(xù)駛里程的三元鋰電池電動(dòng)汽車發(fā)展更為迅速,但頻繁出現(xiàn)的電動(dòng)汽車自燃、起火現(xiàn)象引起了大眾對(duì)其安全性的高度關(guān)注。今年以來(lái),僅在深圳市,就發(fā)生8起搭載三元鋰電池的電動(dòng)物流車自燃事故。
如果你近期要購(gòu)買一輛電動(dòng)汽車或你已經(jīng)擁有了一輛電動(dòng)汽車,那么你應(yīng)該聽過(guò)一個(gè)詞叫做“三元電池”。電池大家都知道,但是這個(gè)三元電池究竟是個(gè)什么物件?與鋰電池又有什么區(qū)別?“三元”到底是哪三“元”?想必大多數(shù)車主準(zhǔn)車主都不太明白。
新能源汽車最核心的技術(shù)即為提供能量的電池,續(xù)航能力和充電速度則是電池技術(shù)發(fā)展到今天的瓶頸所在。經(jīng)過(guò)多年發(fā)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?yōu)樾”娺x擇,而磷酸鐵鋰和三元鋰電池則得到更廣泛的推廣應(yīng)用。但是這兩者有什么區(qū)別呢?您的車是那種電池呢?今天我們就聊一聊鋰電池這點(diǎn)兒事。
所謂鋰電池壽命是指電池在使用過(guò)一段時(shí)間后,容量衰減為標(biāo)稱容量的70%,即可認(rèn)為壽命終止。行業(yè)內(nèi)一般以鋰電池滿充滿放的循環(huán)次數(shù)來(lái)計(jì)算循環(huán)壽命。在使用的過(guò)程中,鋰電池內(nèi)部會(huì)發(fā)生不可逆的電化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致容量下降,比如電解液的分解,活性材料的失活,正負(fù)極結(jié)構(gòu)的坍塌導(dǎo)致鋰離子嵌入和脫嵌的數(shù)量減少等等。
小時(shí)候玩四驅(qū)車,沒(méi)電了就換電池。電池不禁用?那就換更好的電池。如今,電動(dòng)汽車已經(jīng)開始流行,并成為潮流,但是電池?fù)Q起來(lái)卻不像四驅(qū)車那樣隨意。國(guó)家對(duì)動(dòng)力電池是沒(méi)有單獨(dú)補(bǔ)貼的,如果你的電動(dòng)汽車開了一兩年后想換電池,費(fèi)用可能要超過(guò)你買車的成本。所以你購(gòu)買電動(dòng)汽車時(shí)配備的是什么電池,它基本就跟定你了。
動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車最為核心的部件,其性能對(duì)于電動(dòng)汽車的整體性能起著決定性的作用。在電動(dòng)汽車飛速發(fā)展的時(shí)代,性能更為強(qiáng)大的電池?zé)o疑是各大車企和電池生產(chǎn)廠商永無(wú)止境的研發(fā)對(duì)象。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2018年國(guó)內(nèi)發(fā)生的新能源汽車起火事故已超過(guò)30起。安全事故頻發(fā)使得整個(gè)新能源汽車行業(yè)開始關(guān)注自燃背后的技術(shù)問(wèn)題,眾多調(diào)查都將事故的起因指向了動(dòng)力電池。
依托中科院青島生物能源與過(guò)程研究所建設(shè)的青島儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院成功開發(fā)出新一代全固態(tài)聚合物鋰電池。
復(fù)旦大學(xué)高分子科學(xué)系、聚合物分子工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、高分子及其先進(jìn)復(fù)合材料協(xié)同創(chuàng)新中心、先進(jìn)材料實(shí)驗(yàn)室彭慧勝教授課題組成功實(shí)現(xiàn)了一種新型纖維狀聚合物發(fā)光電化學(xué)池,為可穿戴設(shè)備的應(yīng)用提供了一個(gè)全新的方向。2015年3月23日,部分成果以“Acolour-tunable,weavablefibre-shapedpolymerlight-emittingelectrochemicalcell”為題發(fā)表在《自然-光子學(xué)》(NaturePhotonics)雜志(2014年影響因子為29.96)上。
判斷一個(gè)移動(dòng)電源的優(yōu)劣最為重要的因素就是移動(dòng)電源的電芯好壞。目前的移動(dòng)電源電芯普遍都使用鋰離子電池,但是性能不一,而且從外形上是完全看不出來(lái)的,一般的規(guī)格標(biāo)注也無(wú)法反映。究竟什么樣的移動(dòng)電源電芯才是最好的呢?移動(dòng)電源什么電芯最好?哪種才是最安全使用的?下面我們就從電芯入手,一步一步探究移動(dòng)電源的神秘世界。
從電池內(nèi)部材料的角度來(lái)說(shuō),所謂聚合物鋰電池是指使用了聚合物作為電解質(zhì)的鋰離子電池,具體來(lái)分又分為“半聚合物”與“全聚合物”兩種?!鞍刖酆衔铩笔侵冈诟綦x膜上涂一層聚合物(一般是PVDF),使電芯的粘合力更強(qiáng),電池可以做得更硬,其電解質(zhì)仍然是液態(tài)電解液。而“全聚合物”是指使用聚合物在電芯內(nèi)部形成凝膠網(wǎng)絡(luò),然后再注入電解液形成電解質(zhì)。雖然“全聚合物”電池仍然要使用液態(tài)電解液,但用量要少很多,這對(duì)鋰離子電池的安全性能有極大的提高。據(jù)我所知,現(xiàn)在只有SONY在量產(chǎn)“全聚合物”鋰離子電池。
經(jīng)常在論壇及QQ群里見(jiàn)有網(wǎng)友對(duì)18650與聚合物這兩種電池哪個(gè)更安全表示疑惑,甚至還出現(xiàn)了兩個(gè)對(duì)立陣營(yíng)的粉絲團(tuán),時(shí)常為了堅(jiān)持各自觀點(diǎn)相持不下,公說(shuō)公有理,婆說(shuō)婆有理。如此矯情也不是件事,為此來(lái)自充電頭論壇的玩家“劉劉牛?!标U述下個(gè)人觀點(diǎn),歡迎喜歡電池的小伙伴討論。
三元聚合物鋰電池是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2)三元正極材料的鋰電池,三元復(fù)合正極材料前驅(qū)體產(chǎn)品,是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料,里面鎳鈷錳的比例可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整,三元材料做正極的電池相對(duì)于鈷酸鋰電池安全性高,但是電壓太低,用在手機(jī)上(手機(jī)截止電壓一般在3.4V左右)會(huì)有明顯的容量不足的感覺(jué)。
我們終于有解決世界能源問(wèn)題的方法嗎?塔夫茨大學(xué)材料科學(xué)教授認(rèn)為,他已經(jīng)找到了一種非??煽康奈磥?lái)主義固態(tài)電池。解決了易燃液體電解質(zhì)的缺點(diǎn),并提出了一種具有完全不同導(dǎo)電機(jī)制的材料。室溫下的傳導(dǎo)與具有隔膜的液體電解質(zhì)的傳導(dǎo)相似。與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的不同之處在于聚合物可以像卷對(duì)卷一樣加工,這是非常值得稱道的。
按照產(chǎn)業(yè)鏈,動(dòng)力電池可分為電池成品制造和電池材料、部件制造兩類企業(yè),電池材料又可分為電極(正極/負(fù)極)材料、隔膜和電解質(zhì)。正極材料是鋰電池的核心,目前以鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳鋰和磷酸鐵鋰為主。負(fù)極材料則以石墨、固體碳粒為主;在正負(fù)極中間則是電池電解液和隔膜。
如今全世界各大公司都加大了對(duì)鋰離子蓄電池的資金投入,這表示應(yīng)用于插電式混合動(dòng)力和電動(dòng)車的新一代的高能電池開始了研發(fā)。在BASFFutureBusiness有限公司的領(lǐng)導(dǎo)下,18個(gè)來(lái)自工業(yè)和科學(xué)領(lǐng)域的合作伙伴共同開始了名為"HE-Lion"的項(xiàng)目,打算在未來(lái)四到六年內(nèi)研制出效率更高,更安全的鋰離子電池并且在市場(chǎng)上推廣。德國(guó)教育研究部門(BMBF)在創(chuàng)新聯(lián)盟"LithiumIonenBatterieLIB2015"的出資2100百萬(wàn)歐元贊助HE-Lion項(xiàng)目。
隨著能源的匱乏及全社會(huì)對(duì)環(huán)境污染的嚴(yán)格控制,動(dòng)力車、混合動(dòng)力車已成為當(dāng)今汽車業(yè)的一個(gè)亮點(diǎn),而其采用何種電池作動(dòng)力,也成為目前必須進(jìn)行抉擇的當(dāng)務(wù)之急。鉛酸、鎳氫、鎳鎘電池質(zhì)量大,能量密度小,環(huán)保效果差;液態(tài)鋰離子電池雖然能量密度大,但安全性差,充放電管理也成為新問(wèn)題;燃料電池成本高,壽命短,交換介質(zhì)觸媒有待改進(jìn)提高,目前還不具備商業(yè)價(jià)值。其他類型的燃料電池還需要改進(jìn)提高,產(chǎn)業(yè)化等問(wèn)題有待解決。所以,目前聚合物鋰離子電池便成了脫穎而出的新寵。