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高容量鋰電正極材料如何提高保持率?

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1249次  |  2021年04月30日  

鋰離子電池存在的一個(gè)重要挑戰(zhàn)在于:相關(guān)于負(fù)極材料,正極材料的容量相對(duì)較低。V2O5,由于其較高的理論容量,被視為一種極具應(yīng)用前景的正極材料。那么問題就來了:其容量雖高,但是容量保持率較差,比率放電能力偏低。


有鑒于此,Wang等人報(bào)道了一種基于金屬陰離子吸附機(jī)理制備的中空多殼層V2O5微球,和常規(guī)金屬陽離子吸附機(jī)理大不相同。


這種多殼層的V2O5中空微球在1000mAg-1條件下首次首次比容量高達(dá)447.9mAhg-1,循環(huán)100次后,比容量保持在402.4mAhg-1。這項(xiàng)研究工作為減少正負(fù)極材料之間的容量差供應(yīng)了全新的思路!AGM和EFB的共同點(diǎn)是,其負(fù)極采用過量活性物質(zhì),阻止氫氣的析出;同時(shí),正極出現(xiàn)的氧氣,通過一定途徑進(jìn)入負(fù)極,并與負(fù)極的鉛發(fā)生反應(yīng)。這樣一來,充電過程中出現(xiàn)的氣體,就留在了蓄電池內(nèi)部,維持了電解液的濃度。


VRLA閥控式蓄電池延長(zhǎng)了使用壽命(循環(huán)次數(shù)),同時(shí)做到了免維護(hù)、高性能。在這兩種電池中,AGM電池的性能要更勝一籌,其充放電循環(huán)次數(shù)是普通電池的3~4倍。


AGM和EFB電池都被用來作為自動(dòng)啟停車型的蓄電池,但AGM支持能量回收系統(tǒng),而EFB電池不支持。目前,很多搭載自動(dòng)啟停功能的日系車,都采用的是EFB電池;而很多搭載了自動(dòng)啟停和能量回收的德系車,用的是AGM電池。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

從價(jià)格上來說,AGM蓄電池要比EFB更貴一些。前者一般在2000多元,后者一般在1000多元。


關(guān)于普通蓄電池來說,在不做維護(hù)的情況下,無論是可維護(hù)的還是免維護(hù)的,理論壽命都是3年左右。具體要看車子工況和駕駛習(xí)慣。差別在于,可維護(hù)的蓄電池,在性能下降時(shí),可以補(bǔ)充電解液、蒸餾水,來為其續(xù)命,保養(yǎng)得當(dāng)還能繼續(xù)服役1年以上。由此可見,可維護(hù)的蓄電池在壽命上更具優(yōu)勢(shì),而免維護(hù)的雖然聽起來很高端,但實(shí)際上2、3年后就得更換了。


關(guān)于AGM電池、EFB電池來說,由于它們的循環(huán)次數(shù)更多、充放電電流更大,要適配自動(dòng)啟停,所以工況更加復(fù)雜。這就使得其壽命區(qū)間很大:3年~8年不等。正常情況下,這兩種電池在3~5年左右就要更換,但維護(hù)得當(dāng)、里程數(shù)較少、自動(dòng)啟停經(jīng)常關(guān)閉的情況下,可以延續(xù)至6~8年。


其實(shí),影響AGM和EFB電池壽命的重要原因,不是內(nèi)部衰減,而依然是水分的損耗。水分損耗是制約蓄電池循環(huán)次數(shù)的最大障礙。但由于經(jīng)過改良,AGM和EFB電池在循環(huán)次數(shù)上依然比普通蓄電池要多出3~4倍。


目前,德系、美系車用的都是AGM電池,而日系車用的是EFB電池。正常工況下,建議每3年或8萬公里左右做電池性能檢測(cè),假如電池衰減過大應(yīng)及時(shí)更換。

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