鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1099次 | 2022年02月23日
新能源動(dòng)力鋰電池的分類(lèi)介紹
隨著新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)的快速上升,我國(guó)的動(dòng)力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。新能源汽車(chē)的核心部件當(dāng)屬汽車(chē)動(dòng)力鋰離子電池,也就是新能源汽車(chē)的能量來(lái)源,筆直決定了汽車(chē)的續(xù)航里程。
三元電池和磷酸鐵鋰離子電池在乘用車(chē)和商用車(chē)范疇都是主導(dǎo)使用,目前乘用車(chē)電池以三元為主,商用車(chē)電池以磷酸鐵鋰離子電池為主。
新能源電池的分類(lèi):
一、鉛酸蓄電池
鉛酸蓄電池作為比較成熟的技術(shù),因其成本較低,而且能夠高倍率放電,仍舊是唯一可供大批量加工的電動(dòng)汽車(chē)用電池。北京奧運(yùn)會(huì)時(shí),有20輛使用鉛酸蓄電池的電動(dòng)汽車(chē),為奧運(yùn)會(huì)供應(yīng)交通服務(wù)。
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%
但是鉛酸蓄電池的比能量、比功率和能量密度都很低,以此為動(dòng)力源的電動(dòng)汽車(chē)不可能擁有良好的車(chē)速及續(xù)航里程。
二、鎳鎘電池和鎳氫電池
雖然性能好于鉛酸蓄電池,但含有重金屬,使用遺棄后對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染。
鎳氫動(dòng)力鋰離子電池剛剛進(jìn)入成熟期,是目前混合動(dòng)力汽車(chē)所用電池體系中唯一被實(shí)際驗(yàn)證并被商業(yè)化、規(guī)?;碾姵伢w系,現(xiàn)有混合動(dòng)力鋰離子電池99%的市場(chǎng)份額為鎳氫動(dòng)力鋰離子電池,商業(yè)化的代表是豐田的普銳斯。目前全球緊要的汽車(chē)動(dòng)力鋰離子電池廠商緊要有日本的PEVE和Sanyo,PEVE占據(jù)全球Hybrid動(dòng)力車(chē)用鎳氫電池85%的市場(chǎng)份額,目前緊要的商業(yè)化的混合動(dòng)力汽車(chē)如豐田的Prius、Alphard和EsTIma,以及本田的Civic,Insight等均采用PEVE的鎳氫動(dòng)力鋰離子電池包。在我國(guó),長(zhǎng)安杰勛、奇瑞A5、一汽奔騰、通用君悅等品牌轎車(chē)已經(jīng)在示范運(yùn)行,他們采用的也都是鎳氫電池,不過(guò)電池緊要向國(guó)外采購(gòu),國(guó)內(nèi)鎳氫電池在汽車(chē)上的運(yùn)用仍處于研發(fā)匹配階段。
三、鋰離子電池
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池、鎳鎘電池和鎳氫電池本身技術(shù)比較成熟,但它們用在汽車(chē)上作為動(dòng)力鋰離子電池則存在較大的問(wèn)題。目前,越來(lái)越多的汽車(chē)廠家選擇采用鋰離子電池作為新能源汽車(chē)的動(dòng)力鋰離子電池。
因?yàn)殇囯x子動(dòng)力鋰離子電池有以下優(yōu)勢(shì):工作電壓高(是鎳鎘電池氫-鎳電池的3倍);比能量大(可達(dá)165WH/kg,是氫鎳電池的3倍);體積小;質(zhì)量輕;循環(huán)壽命長(zhǎng);自放電率低;無(wú)記憶效應(yīng);無(wú)污染等。
當(dāng)前許多知名的汽車(chē)制造商都致力于開(kāi)發(fā)動(dòng)力鋰離子電池汽車(chē),如美國(guó)福特、克萊斯勒,日本豐田、三菱、日產(chǎn)、韓國(guó)現(xiàn)代、法國(guó)Courreges、Ventury等。而國(guó)內(nèi)汽車(chē)制造商比亞迪、吉利、奇瑞、力帆、中興等車(chē)企也紛紛在自己的混合動(dòng)力和純電動(dòng)汽車(chē)中搭載動(dòng)力鋰離子電池。
目前妨礙動(dòng)力鋰離子電池發(fā)展的瓶頸是:安全性能和汽車(chē)動(dòng)力鋰離子電池的管理系統(tǒng)。安全性能方面,由于鋰離子動(dòng)力鋰離子電池具有能量密度大、工作溫度高、工作環(huán)境惡劣等方面的原由,加上以人為本的安全理念,因此,用戶對(duì)電池的安全性提出了非常高的要求。汽車(chē)動(dòng)力鋰離子電池的管理系統(tǒng)方面,由于汽車(chē)動(dòng)力鋰離子電池的工作電壓是12V或24V,而單個(gè)動(dòng)力鋰離子電池的工作電壓是3.7V,因此非得由多個(gè)電池串聯(lián)而提高電壓,但由于電池難以做到完全均一的充放電,因此導(dǎo)致串聯(lián)的多個(gè)電池包內(nèi)的單個(gè)電池會(huì)出現(xiàn)充放電不平衡的狀況,電池會(huì)出現(xiàn)充電不足和過(guò)放電現(xiàn)象,而這種狀況會(huì)導(dǎo)致電池性能的急劇惡化,最終導(dǎo)致整組電池?zé)o法正常工作,甚至報(bào)廢,從而大大影響電池的使用壽命和可靠性能。
四、磷酸鐵鋰離子電池
磷酸鐵鋰離子電池也是一種鋰離子電池,其比能量不到鈷酸鋰離子電池的一半,但是其安全性高,循環(huán)次數(shù)能達(dá)到2000次,放電穩(wěn)定,價(jià)格便宜,成為車(chē)用動(dòng)力新的選擇。
比亞迪提出的“鐵電池”,業(yè)界人士認(rèn)為其為磷酸鐵鋰離子電池的可能性較大。
五、燃料動(dòng)力鋰電池
簡(jiǎn)單地說(shuō),燃料動(dòng)力鋰電池(FuelCell)是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能筆直轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。燃料和空氣分別送進(jìn)燃料動(dòng)力鋰電池,電就被奇特地加工出來(lái)。它從外表上看有正負(fù)極和電解質(zhì)等,像一個(gè)蓄電池,但實(shí)質(zhì)上它不能“儲(chǔ)電”而是一個(gè)“發(fā)電廠”。
最有望用于汽車(chē)的是質(zhì)子交換膜燃料動(dòng)力鋰電池。它的工作原理是:將氫氣送到負(fù)極,經(jīng)過(guò)催化劑(鉑)的用途,氫原子中兩個(gè)電子被分離出來(lái),這兩個(gè)電子在正極的吸引下,經(jīng)外部電路出現(xiàn)電流,失去電子的氫離子(質(zhì)子)可穿過(guò)質(zhì)子交換膜(即固體電解質(zhì)),在正極與氧原子和電子重新結(jié)合為水。由于氧可以從空氣中獲得,只要不斷給負(fù)極供應(yīng)氫,并及時(shí)把水(蒸汽)帶走,燃料動(dòng)力鋰電池就可以不斷地供應(yīng)電能。
因?yàn)槿剂蟿?dòng)力鋰電池筆直將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,中間不經(jīng)過(guò)燃燒過(guò)程,因而不受卡諾循環(huán)的限制。目前燃料動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)的燃料—電能轉(zhuǎn)換效率在45%~60%,而火力發(fā)電和核電的效率約莫在30%~40%。