鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2778次 | 2020年06月05日
新能源汽車動(dòng)力鋰電池重要參數(shù)盤點(diǎn)
伴隨著國家一系列鼓勵(lì)政策的出臺(tái),我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)正高速上升,隨之瘋狂的是,新能源汽車的動(dòng)力核心——動(dòng)力鋰電池。動(dòng)力鋰電池是新能源汽車的核心部件。
電池早在200多年前就已問世。1799年,意大利物理學(xué)家AlessandroVolta把一塊鋅板和一塊錫板浸在鹽水里,發(fā)現(xiàn)連接兩塊金屬的導(dǎo)線中有電流通過。于是,他就把許多鋅片與銀片之間墊上浸透鹽水的絨布或紙片,平疊起來。用手觸摸兩端時(shí),會(huì)感到強(qiáng)烈的電流刺激。AlessandroVolta用這種方法成功地制成了世界上第一個(gè)電池──伏特電堆。這個(gè)伏特電堆實(shí)際上就是串聯(lián)的電池組。它成為早期電學(xué)實(shí)驗(yàn),電報(bào)機(jī)的電力來源。1859年法國著名物理學(xué)家、發(fā)明家Gastonplanté研發(fā)了世界上第一塊鉛酸蓄電池。1970年,埃克森公司的M.S.Whittingham采用硫化鈦?zhàn)鳛檎龢O材料,金屬鋰作為負(fù)極材料,制成首個(gè)鋰離子電池。
自從第一個(gè)電池問世,電池就不斷發(fā)展,還出現(xiàn)了鋰聚合物電池、太陽能電池和燃料動(dòng)力電池等。目前新能源汽車所用的動(dòng)力鋰電池重要有鎳氫電池、鋰離子蓄電池和鉛酸電池。鎳氫電池面對淘汰,鉛酸電池全憑保有量在支撐,目前以鋰離子電池最為主流。所謂鋰離子電池是指分別用二個(gè)能可逆地嵌入與脫嵌鋰離子的化合物作為正負(fù)極構(gòu)成的電池。當(dāng)電池充電時(shí),鋰離子從正極中脫嵌,在負(fù)極中嵌入,放電時(shí)反之。
衡量電池性能的重要參數(shù)有能量密度、穩(wěn)定性、循環(huán)壽命這幾個(gè)參數(shù)。在技術(shù)方面,動(dòng)力鋰電池最核心的技術(shù)在于材料。鋰動(dòng)力鋰電池按正極材料劃分重要有鈷酸鋰、三元材料、錳酸鋰和磷酸鐵鋰。四類鋰離子電池的重要性能指標(biāo)如下表:
幾類重要鋰離子電池的重要參數(shù)表
鈷酸鋰是鋰離子電池正極材料的鼻祖,重要優(yōu)點(diǎn)是能量密度大,缺點(diǎn)是穩(wěn)定性差,即安全性低。特斯拉使用此類電池重要是為了得到超強(qiáng)的續(xù)航能力。三元材料即鎳鈷錳三種正極材料按一定比例混合的材料,能量密度突出,但安全性一般,是國際上動(dòng)力鋰電池研發(fā)方面的主流方向。錳酸鋰因綜合水平出色目前市場占有率領(lǐng)先,其中日韓的錳酸鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)先全球。磷酸鐵鋰穩(wěn)定性和壽命極好,國內(nèi)對此技術(shù)實(shí)力雄厚,國家也投入大量資金,而制約其大量使用的缺點(diǎn)是能量密度低、一致性差。一致性即同型號單個(gè)電池之間的重量、電壓、內(nèi)阻等關(guān)鍵指標(biāo)的偏差程度。偏差越大一致性越差。電動(dòng)汽車是把大量的單個(gè)電池通過串聯(lián)和并聯(lián)的方式組成電池組。串的越多,不一致性放大倍數(shù)越多,電池使用壽命越短。
關(guān)于這四類電池的應(yīng)用,每種鋰離子電池都有其適用的車型。純電動(dòng)汽車對成本、續(xù)航要求高,因此三元鋰離子電池更加有潛力。插電混合動(dòng)力汽車要經(jīng)常高功率放電,而且充放電頻率高,故適宜用磷酸鐵鋰。低速電動(dòng)汽車對能量密度要求不高,鉛酸電池較鋰離子電池具有較低的價(jià)格故在此類市場還有一定的生存價(jià)值。電動(dòng)自行車用的電池少,因而三元鋰離子電池取代鉛酸電池是必然趨勢。
目前國內(nèi)較大的動(dòng)力鋰離子電池廠商,大多是由消費(fèi)類鋰離子電池廠商轉(zhuǎn)型而來,而動(dòng)力鋰離子電池安全性和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高出消費(fèi)類鋰離子電池很多。國內(nèi)公司單體的電池質(zhì)量可能更好,若用于整車這些電池品質(zhì)還有待發(fā)展。與日韓電池巨頭相比,我國廠商在安全性和一致性上還存在差距。其中一個(gè)重要的原因是國內(nèi)一些生產(chǎn)工藝參數(shù)的要求沒有國外公司高,導(dǎo)致產(chǎn)品差異性比較大。目前,國外電池巨頭已紛紛殺入我國市場,未來幾年動(dòng)力鋰電池行業(yè)競爭激烈,要想占領(lǐng)動(dòng)力鋰電池行業(yè)的半壁江山必須要不斷技術(shù)創(chuàng)新同時(shí)要穩(wěn)扎穩(wěn)打。