鉅大鋰電 | 點(diǎn)擊量:0次 | 2018年06月28日
鋰電池種類繁多 哪個(gè)種類將成為鋰電池的未來(lái)?
隨著我國(guó)新能源汽車銷量的不斷攀升,以及電池技術(shù)的不斷更新。作為新能源汽車的心臟——?jiǎng)恿﹄姵兀灿捎谠牧系牟町悾粍澐殖刹煌N類。例如,鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池,以及鋰電池等,它們又憑借各自的優(yōu)點(diǎn),均在汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的某個(gè)階段被廣泛應(yīng)用,目前,市場(chǎng)主流的動(dòng)力電池為鋰電池。那么,鋰電池又有何優(yōu)勢(shì)和不足呢?未來(lái)電池技術(shù)將會(huì)如何發(fā)展呢?
【干貨】新能源汽車電池簡(jiǎn)析及未來(lái)技術(shù)一覽
磷酸鐵鋰電池為什么安全?
磷酸鐵鋰電池屬于鋰電池的一種,目前如比亞迪e6、北汽ev160、騰勢(shì)等一些電動(dòng)汽車生產(chǎn)廠商均將其作為車輛的動(dòng)力源。磷酸鐵鋰電池?zé)岱€(wěn)定性是目前車用鋰電池中最好的,當(dāng)電池溫度處于500-600℃高溫時(shí),其內(nèi)部化學(xué)成分才開始分解,而同屬鋰電池的鈷酸鋰電池在180-250℃時(shí)內(nèi)部化學(xué)成分就已處于不穩(wěn)定狀態(tài)。換言之,磷酸鐵鋰電池的安全性在鋰電池中首屈一指,也正因如此,其也成為目前電動(dòng)車電池的主要門類之一。
三元鋰電池為何受到特斯拉青睞?
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特斯拉MODELS使用的三元鋰電池的重量能量密度約為200Wh/kg,而磷酸鐵鋰電池的能量密度約為150Wh/kg,這意味著同樣重量的三元鋰電池比磷酸鐵鋰電池的續(xù)航里程更長(zhǎng)。但是,當(dāng)三元鋰電池自身溫度為250-350℃時(shí),其內(nèi)部化學(xué)成分就開始分解,因此對(duì)電池管理系統(tǒng)提出了更高的要求。以特斯拉MODELS車型為例,整車裝有7000余節(jié)18650三元鋰電池,電池管理系統(tǒng)要監(jiān)測(cè)其中每節(jié)電池的使用狀態(tài),無(wú)疑加大了電池管理系統(tǒng)的控制難度。
燃料電池是未來(lái)汽車最理想能源
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燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置,不是通常所說(shuō)的“電池”。其能量的來(lái)源主要是依靠不斷供給燃料及氧化劑產(chǎn)生,而且能量轉(zhuǎn)換效率高、無(wú)污染、壽命長(zhǎng)、運(yùn)行平穩(wěn),被業(yè)界公認(rèn)為未來(lái)汽車的最佳能源。
那些認(rèn)為日本的燃料電池代表未來(lái)的人,其實(shí)思維還停留在燃油車的時(shí)代,只不過(guò)是把加油站替換成了加氫站。
超級(jí)電容,在特定領(lǐng)域有著不可替代的優(yōu)勢(shì)——例如軌道交通能量回收、塔吊能量回收、汽車動(dòng)能回收裝置;而在動(dòng)力汽車領(lǐng)域,由于能量密度和成本的問(wèn)題,無(wú)法成為未來(lái)可行的技術(shù)路線。
故而毫無(wú)疑問(wèn),在即將到來(lái)的電動(dòng)車革命中,鋰電池將是真正的主角,是未來(lái)十年甚至二十年的不可動(dòng)搖的路線。
而且,一旦鋰動(dòng)力電池經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展,全產(chǎn)業(yè)鏈上下形成穩(wěn)定、完整、成熟的配套后(產(chǎn)業(yè)配套是巨大護(hù)城河,整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈成熟起來(lái),投資可能需要數(shù)萬(wàn)億,這是任何其他新的技術(shù)路線難以逾越的障礙),鋰動(dòng)力電池的技術(shù)路線就更加難以動(dòng)搖。
所以,鋰電池是這場(chǎng)擂臺(tái)賽中毫無(wú)疑問(wèn)的冠軍。
但是鋰電池技術(shù)路線內(nèi)部還有多種技術(shù)路線,大致有鈷酸鋰、鈦酸鋰、錳酸鋰、鐵酸鋰、三元電池等等,朋友們或許更關(guān)注這些技術(shù)路線哪一種更具有優(yōu)勢(shì)。
為了厘清這一問(wèn)題,筆者將在本文中進(jìn)行一系列的深入探討,不足之處各位朋友文后留言不吝指正。
初選
先說(shuō)鈷酸鋰:循環(huán)性能太差,且大量使用了極其稀有的金屬鈷,缺點(diǎn)太過(guò)明顯,其宿命唯有淘汰。
再說(shuō)鈦酸鋰:高充電倍率,壽命長(zhǎng);但也有一個(gè)鮮明的缺點(diǎn)——能量密度太低,導(dǎo)致成本過(guò)高。
其特性類似于超級(jí)電容,這個(gè)致命缺點(diǎn)也阻礙其成為動(dòng)力電池主流路線,故而也無(wú)法在初選中脫穎而出。
第三說(shuō)下錳酸鋰:成本低,充電倍率高;但是高溫性能差、循環(huán)性不佳。
故而很少直接選用錳酸鋰作為動(dòng)力電池,而是同時(shí)添加其他材料形成改性電池,例如鎳、鈷成為鎳鈷錳電池,從而實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)性能的均衡。
但是經(jīng)過(guò)這些改進(jìn)之后,已經(jīng)不再是簡(jiǎn)單的錳酸鋰電池了,而是成為了三元電池類型中的一種。
這樣的論述結(jié)果表明:錳酸鋰也要被淘汰。
在鋰電池眾多的技術(shù)路線中,磷酸鐵鋰vs三元電池兩種技術(shù)路線的對(duì)決最為膠著。
磷酸鐵鋰安全性高,壽命長(zhǎng),但是能量密度低,低溫性能差,一致性差;
三元電池能量密度高,一致性好,低溫性能好,成本較低,但是安全性能差,循環(huán)壽命不如鐵鋰電池。
當(dāng)前,磷酸鐵鋰最成熟的產(chǎn)業(yè)鏈在中國(guó),我們對(duì)相關(guān)領(lǐng)域掌握的核心技術(shù)也較多;而三元電池則以日韓為代表,且更成熟一些。
所以這兩種技術(shù)路線的對(duì)決更有一種中國(guó)vs日韓的意味。
過(guò)去的一年中,我仍然每天孜孜不倦的思考這個(gè)問(wèn)題,大量閱讀相關(guān)領(lǐng)域的文章,閱讀眾多對(duì)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)專家的訪談,思考兩種動(dòng)力鋰電池技術(shù)路線的優(yōu)劣。
終于在今天我自認(rèn)為有了一個(gè)較為清晰的認(rèn)識(shí),下決心完成這篇拖了一年多的稿子,好了,廢話不多說(shuō),決賽打擂正式開始!
決賽
評(píng)價(jià)動(dòng)力電池性能大致有以下7個(gè)維度:
1、安全性2、能量密度3、循環(huán)壽命4、成本5、充電倍率6、電池單體一致性7、低溫性能
作為一種合格的技術(shù)路線,在以上任何一個(gè)方面都不能有太過(guò)鮮明的缺點(diǎn),需要做到各方面的均衡才能是一種具有可行性的路線。
1、安全性










