鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1611次 | 2019年08月29日
買電動(dòng)汽車之前 鋰電池的參數(shù)先了解一下
在環(huán)保及政策多重影響下,新能源汽車,特別是電動(dòng)汽車銷量節(jié)節(jié)攀升,增速飛快。
但在快速發(fā)展的背后,關(guān)于電動(dòng)車的評論始終伴隨著褒貶不一的聲音,例如節(jié)能但購置成本太高,環(huán)保但續(xù)航不行等,其實(shí)這些矛盾體的決定因素是電動(dòng)車的核心部件“三電”——動(dòng)力電池,電機(jī)、電控。
而在“三電”中,動(dòng)力電池又扮演著最重要的角色,正所謂“巧婦難為無米之炊”,即使電控、電機(jī)技術(shù)再先進(jìn),作為動(dòng)力源頭的電池性能不行,整車性能必將大打折扣。本文將簡單探討下電池主要基礎(chǔ)參數(shù)。
一、電池簡史
電池的最早發(fā)展可追溯到1800年,意大利科學(xué)家伏打(Volta)研制成功了伏打電池,這個(gè)是世界上第一個(gè)能夠?qū)嶋H應(yīng)用的電池。1859年法國科學(xué)家普蘭特(Plante)發(fā)明了鉛酸蓄電池,這是世界上第一個(gè)可充電的電池。
其后科學(xué)技術(shù)水平不斷提高,推動(dòng)著各種電池的產(chǎn)生,20世紀(jì)50年代堿性鋅-錳干電池問世,60年代燃料電池研制成功,70年代各種鋰電池開發(fā)成功,80年代氫-鎳電池問世以及90年代出現(xiàn)鋰離子電池,電池技術(shù)迎來“井噴”式發(fā)展。
而本文探討的電動(dòng)車所采用的鋰離子電池(下文簡稱鋰電池)也正是源于這段發(fā)展期。鋰電池的發(fā)展也經(jīng)歷過一段“坎坷”摸索時(shí)期,大致發(fā)展分一下三個(gè)階段:
第1階段,因負(fù)極材料是鋰金屬及其合金,且不可充電,因此該階段鋰電池,更確切的表達(dá)是鋰金屬一次電池;
第2階段,負(fù)極材料仍是鋰金屬及其合金,但正極材料由MoS2等嵌入化合物代替過渡氧化物,實(shí)現(xiàn)了鋰離子在電池正負(fù)極往復(fù)遷移運(yùn)動(dòng),即可重復(fù)充放電,因此該階段鋰電池實(shí)質(zhì)是鋰金屬二次電池;
第3階段,負(fù)極材料是石墨、焦炭等導(dǎo)電電極,正極材料是含鋰化合物,例如嵌鋰過渡金屬氧化物、嵌鋰金屬硫化物、含鋰鹽類化合物。該階段鋰電池,本質(zhì)上是現(xiàn)在我們所稱作的鋰離子電池。
二、鋰電池結(jié)構(gòu)
鋰電池主要結(jié)構(gòu)分為,正極、負(fù)極、電解液、隔膜及外殼。
(1)正極
特點(diǎn):穩(wěn)定電化學(xué)能、不易分解結(jié)構(gòu)、越高越好的比容量。
分類(商用):磷酸鐵鋰(LFP)、鈷酸鋰(LCO)、錳酸鋰(LMO)
三元材料:鎳錳鈷酸鋰(NCM)、鎳錳鋁酸鋰(NCA)
正極材料占鋰電池成本30~40%,直接影響電池性能,甚至現(xiàn)在市場上鋰電池分類就是按照正極材料分的,可見正極材料對鋰電池的重要性。
(2)負(fù)極
特點(diǎn):高比容量、較好充放電可逆性、較鋰電極電勢更低。
分類(商用):目前以碳材料石墨類為主(比容量有限)
未來硅-碳復(fù)合材料是趨勢(比容量大,是普通石墨材料2~3倍)
(3)電解液
特點(diǎn):高離子電導(dǎo)率、寬電化學(xué)穩(wěn)定窗口、不與電極發(fā)生反應(yīng)、安全、無毒、無污染。
組成:溶劑(30%):碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯等
溶質(zhì)(50%):鋰鹽(LiPF6、LiBF4等)添加劑(10%)、其他(10%)。
三、鋰電池參數(shù)
(一)電池容量C:在一定條件下,電池放出的電荷量,單位:mAh或Ah。
根據(jù)使用條件電池容量可分為:
理論容量:假設(shè)活性物質(zhì)完全被利用,電池可釋放的電量。
額定容量:實(shí)驗(yàn)室條件下,滿充電池可釋放的電量。
實(shí)際容量:實(shí)際使用環(huán)境(但符合電池規(guī)定使用條件),滿充電池可釋放的電量,小于額定容量
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