想买电动车的看看!三元锂电池/磷酸铁锂电池技术解析

日期: 2024-04-15 10:06:08|浏览: 84|编号: 49057

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想买电动车的看看!三元锂电池/磷酸锂电池技术解析

近来,双积分政策的变化,给了混合动力汽车或者日系混合动力汽车更好的生存环境。 原因是,在此前的双积分政策下,混合动力汽车与普通燃油车地位相同,无法获得积分。 如果车企积分不够,就需要向其他车企购买; 现在政策修改了,混合动力或HEV车型也可以购买了。 获得一定积分将为擅长制造HEV车型的车企带来活力。 只有车企通过这些模式生存下来,消费者才能买到好的产品,形成良性循环。

HEV车型主要由日本厂商生产,其中日本厂商主要是丰田和本田。 丰田早在1998年就开始研发混合动力技术,首先应用在普锐斯上。 现在THS已经发展到第四代。 无论是电机、电池还是电控,与第一代相比都有了很大的进步。 车型也从最初的普锐斯发展到如今我们身边的雷凌混动、卡罗拉混动等车型。

电池是我们今天讨论的主要内容。 尽管电池技术不断进步,但电池的材料始终大致相同:三元锂电池、镍氢电池、磷酸铁锂电池。 丰田在其之前的混合动力车型中几乎一直使用镍氢电池。 目前,三元锂电池是我国的主流选择,也有少数车型采用磷酸铁锂电池。 不过,丰田在中国推出的最新插电式混合动力雷凌和卡罗拉已改用三元锂电池作为电池组电芯。 是什么原因?

丰田长期使用的镍氢电池正极材料为氢氧化镍,负极材料为金属氢化物,电解液为6mol/L氢氧化钾溶液。 其中,镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池两种。 我们民用的一般都是低压镍氢电池。 低压镍氢电池具有以下优点:低温性能好,充放电速度快; 可密封、耐过充、放电能力强; 没有枝晶产生,电池内部比较稳定; 对环境无污染,记忆效应不明显。

其中,不会产生枝晶,这对于车用电池的安全性来说是一个非常重要的因素。 要知道,很多三元锂电池都存在锂枝晶问题,导致电池组内部薄膜被刺破,导致电池短路,从而引发危险。 而镍氢电池则完全不存在这个隐患。 另外,无记忆效应也是电池的重要性能指标。 由于没有记忆效应,电池可以尽可能保持高性能运行,而不会因为一两次的过充、过放而造成永久性损坏。

另外,混合动力汽车电池一般充放电在40%到60%之间。 普通锂电池的充放电循环次数为500次,性能优良的可达200​​0次。 镍氢电池很容易超过这个数字。

此外,镍氢电池具有更好的一致性和安全性,因此在电池管理中无需使用锂电池等各种保护板和平衡装置; 而镍氢电池则可以将多个电池串联起来作为一个整体进行统一管理,无需对每个电芯进行数据采集,因此在电池管理上可以节省很多部件,成本控制也更好。

镍氢电池的低温性能优于锂电池。 虽然镍氢电池的工作范围也号称是-30℃-60℃,但锂电池在低温充电时会发生锂析出,造成不可逆的损坏。 然而镍氢电池则不存在这个问题。 困扰。 但! 镍氢电池也有其缺点。 镍氢电池的能量密度仅为40-70Wh/kg,仅为磷酸铁锂电池的一半,三元锂电池的三分之一。 能量密度低是镍氢电池在中国市场不受欢迎的直接原因。

对于PHEV和EV车型来说,对电池容量的要求比较大。 镍氢电池能量密度低,无法满足PHEV车型的要求,因此三元锂电池只能作为动力存储组件。 缺点是需要密切监控电池组的状态。 另外,三元锂电池受到冲击后会损坏电池隔膜,导致短路。 短路会导致电池失去热控制并迅速升温。 电池燃烧产生的浓烟会严重污染环境。 ,并对人体呼吸系统产生危害。

上图为腾势500的磷酸铁锂电池组

此外,过磷酸铁锂电池也被用于新能源汽车发展初期。 磷酸铁锂电池相比三元锂电池最大的优点是安全性高、循环寿命长。 由于磷酸铁锂化学稳定性好,高温稳定性强,只有在700-800℃时才会开始分解。 它在面对冲击、针刺、短路等极端情况时不会释放出氧分子,因此不会从内部加剧燃烧。 安全性自然比三元锂电池要高。

磷酸铁锂电池的缺点是受温度影响较大。 特别是在低温下,放电量和容量会大大降低。 尤其是在东北冬季极其寒冷的天气下,严重影响车辆的性能。 此外,磷酸铁锂电池的能量密度较低。 仅按电池重量计算的能量密度仅为120Wh/kg。 如果算上整个电池组组件的话,那就更低了。 不能满足国务院发布的《节能与新能源汽车产业发展》的要求。 《规划》中提出的“电池模组能量密度要求”是大于150Wh/kg的要求,所以目前磷酸铁锂电池正在逐步被三元锂电池替代。

从安全角度排名:镍氢电池>磷酸铁锂电池>三元锂电池

能量密度排名:三元锂电池>磷酸铁锂电池>镍氢电池

为什么丰田在HEV车型(普锐斯、凯美瑞混动)上采用镍氢电池,在PHEV车型(卡罗拉、雷凌插电混动)上采用三元锂电池? 唯一的解释是,镍氢电池无法让车辆满足国家纯电动续航里程50公里的标准。 如果插电式混合动力车型无法实现50公里的纯电动续航里程,那么它就无法获得插电式混合动力汽车专属的新能源牌照,最终变得毫无意义。

面对三元锂电池汽车事故频发,是否有必要“赶鸭子上架”? 过于追求更高的能量密度? 虽然严格的监管有助于提升企业研发能力、提升产品性能,但相信在座各位都知道如何在人民生命安全和产品性能之间做出选择。 另外,在此背景下,汽车厂商应加强自身产品的监控能力,严格监控每块电池的工作状态,将事故扼杀在摇篮中。 这不仅是对车主的负责,也是对社会的负责。

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