你了解磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池，氫燃料電池
來源：寶鄂實業(yè)
2019-03-29 13:50
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對于一輛汽車來說，除了外觀內(nèi)飾的設(shè)計，動力系統(tǒng)的好壞決定了這輛車是否優(yōu)秀。同樣，對于一輛新能源汽車來說，電池就是生命，電池的性能在很大程度上決定了這輛車的綜合表現(xiàn)，沒有電池，及時新能源汽車有再好的配置也沒有辦法行駛，所以很多汽車廠商對新能源汽車進(jìn)行研究的時候首先注重的就是其電池，消費者再購買新能源汽車的時候首先也是關(guān)注其電池的表現(xiàn)。
目前，市面上新能源汽車采用的電池種類各不相同，那么這些電池都有怎樣的表現(xiàn)呢？那種電池的表現(xiàn)最佳呢？今天我們就來看看市面上主流新能源汽車采用的電池怎么樣。
早期主流電池——磷酸鐵鋰電池
所謂磷酸鐵鋰電池，是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。在新能源汽車發(fā)展的早期階段，磷酸鐵鋰電池因其熱穩(wěn)定性優(yōu)越、安全性好、開發(fā)成本低等優(yōu)點，成為了各大廠商的首選。
但是隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，型能更優(yōu)越的三元鋰電池出現(xiàn)了，相比起來，磷酸鐵鋰電池的能量密度較低，在續(xù)航里程相同的情況下，搭載磷酸鐵鋰電池的車輛自重更高，直接導(dǎo)致能耗不理想。
并且，國家對新能源補汽車的電池能量密度要求也逐年提高，磷酸鐵鋰電池受限于材料的問題，能量密度很難在繼續(xù)提高，所以很多廠商慢慢的轉(zhuǎn)向的三元鋰電池的發(fā)展。
目前主流電池——三元鋰電池
三元鋰電池，是指用鎳鈷錳酸鋰鉀三元正極材料的鋰電池，相比之前介紹的磷酸鐵鋰電池，能量密度高、價格合適，綜合表現(xiàn)更加的優(yōu)秀，成為了目前大多數(shù)新能源汽車所采用的電池類型。
看似完美的三元鋰電池，它的缺點也被眾人質(zhì)疑。三元鋰電池最大的缺點就是在200度左右的時候會發(fā)生分解，在高溫的作用下，電解液會迅速燃燒，增加電池發(fā)生自燃或自爆的風(fēng)險。隨著技術(shù)的發(fā)展，很多廠商開發(fā)出了優(yōu)秀的電池管理系統(tǒng)，安全問題已得到改善，出色的表現(xiàn)贏得了各大汽車廠商的認(rèn)可。
而之前，大力發(fā)展磷酸鐵鋰電池的國內(nèi)新能源巨頭比亞迪，目前上市的新能源乘用車都采用的是三元鋰電池。目前，三元鋰電池已經(jīng)成為了新能源汽車的主流電池。
未來可能主流電池——氫燃料電池
氫燃料電池一直被視為未來發(fā)展方向的新能源汽車電池，氫燃料電池最基本原理就是電解水的逆反應(yīng)。它與充充電電池最大的區(qū)別在于不用充電，只需要加氫氣，沒氫氣了就到指定地點沖氫氣，使用起來非常的方便，不用像充電電池一樣需要花費大量的時間充電。
另外，氫能源被視為清潔能源，氫燃料電池最大的優(yōu)勢就是無污染、使用壽命長，沒有污染物排放，雖然純電汽車也沒有污染物排出，而中國目前還是一個依靠火力發(fā)電的國家，所以氫燃料電池更環(huán)保。
但是氫氣的儲存和運輸都是一個比較高要求的的存在，稍有不慎就會發(fā)生危險。普及新能源汽車的關(guān)鍵就是要建立一套完整的配套設(shè)施，投資較大，所有目前氫燃料電池的推廣并不像充電電池那么快。
小結(jié)：電池是新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵
目前市面上的移動數(shù)碼產(chǎn)品都在追求更大容量的電池，有了更大的容量才能能作更多的事情。新能源汽車也一樣，電池的發(fā)展也是新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵，使用體驗?zāi)芊矜敲阑蛘叱^傳統(tǒng)內(nèi)燃機，成為了消費者在新能源汽車和傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車之前選擇的關(guān)鍵。
磷酸鐵鋰電池的全名是磷酸鐵鋰鋰離子電池，這名字太長，簡稱為磷酸鐵鋰電池。由于它的性能特別適于作動力方面的應(yīng)用，則在名稱中加入“動力”兩字，即磷酸鐵鋰動力電池。也有人把它稱為“鋰鐵(LiFe)動力電池”。
意義
截止本人增補此詞條(2013年4月24日)，金屬交易市場，鈷(Co)最貴，并且存儲量不多，鎳(Ni)、錳(Mn)較便宜，而鐵(Fe)最便宜。正極材料的價格也與這些金屬的價格行情一致。因此，采用LiFePO4正極材料做成的鋰離子電池應(yīng)是最便宜的。它的另一個特點是對環(huán)境無污染。
作為充電電池的要求是：容量高、輸出電壓高、良好的充放電循環(huán)性能、輸出電壓穩(wěn)定、能大電流充放電、電化學(xué)穩(wěn)定性能、使用中安全(不會因過充電、過放電及短路等操作不當(dāng)而引起燃燒或爆炸)、工作溫度范圍寬、無毒或少毒、對環(huán)境無污染。采用LiFePO4作正極的磷酸鐵鋰電池在這些性能要求上都不錯，特別在大放電率放電(5～10C放電)、放電電壓平穩(wěn)上、安全上(不燃燒、不爆炸)、壽命上(循環(huán)次數(shù))、對環(huán)境無污染上，它是最好的，是目前最好的大電流輸出動力電池。
結(jié)構(gòu)與工作原理
LiFePO4電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。左邊是橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO4作為電池的正極，由鋁箔與電池正極連接，中間是聚合物的隔膜，它把正極與負(fù)極隔開，但鋰離子Li+可以通過而電子e-不能通過，右邊是由碳(石墨)組成的電池負(fù)極，由銅箔與電池的負(fù)極連接。電池的上下端之間是電池的電解質(zhì)，電池由金屬外殼密閉封裝。
LiFePO4電池在充電時，正極中的鋰離子Li+通過聚合物隔膜向負(fù)極遷移;在放電過程中，負(fù)極中的鋰離子Li+通過隔膜向正極遷移。鋰離子電池就是因鋰離子在充放電時來回遷移而命名的。
主要性能
LiFePO4電池的標(biāo)稱電壓是3.2V、終止充電電壓是3.6V、終止放電壓是2.0V。由于各個生產(chǎn)廠家采用的正、負(fù)極材料、電解質(zhì)材料的質(zhì)量及工藝不同，其性能上會有些差異。例如同一種型號(同一種封裝的標(biāo)準(zhǔn)電池)，其電池的容量有較大差別(10%～20%)。
磷酸鐵鋰動力電池主要性能列于表1。為了與其他可充電電池的相比較，也在表中列出其他種類可充電電池性能。這里要說明的是，不同工廠生產(chǎn)的磷酸鐵鋰動力電池在各項性能參數(shù)上會有一些差別;另外，有一些電池性能未列入，如電池內(nèi)阻、自放電率、充放電溫度等。
磷酸鐵鋰動力電池的容量有較大差別，可以分成三類：小型的零點幾到幾毫安時、中型的幾十毫安時、大型的幾百毫安時。不同類型電池的同類參數(shù)也有一些差異。這里再介紹一種目前應(yīng)用較廣的小型標(biāo)準(zhǔn)圓柱形封裝的磷酸鐵鋰動力電池的參數(shù)。其外廓尺寸：直徑為18mm、高650mm(型號為18650)，其參數(shù)性能如表2所示。
過放電到零電壓試驗
采用STL18650(1100mAh)的磷酸鐵鋰動力電池做過放電到零電壓試驗。試驗條件：用0.5C充電率將1100mAh的STL18650電池充滿，然后用1.0C放電率放電到電池電壓為0C。再將放到0V的電池分兩組：一組存放7天，另一組存放30天;存放到期后再用0.5C充電率充滿，然后用1.0C放電。最后比較兩種零電壓存放期不同的差別。
試驗的結(jié)果是，零電壓存放7天后電池?zé)o泄漏，性能良好，容量為100%;存放30天后，無泄漏、性能良好，容量為98%;存放30天后的電池再做3次充放電循環(huán)，容量又恢復(fù)到100%。
這試驗說明該電池 即使出現(xiàn)過放電(甚至到0V)，并存放一定時間，電池也不泄漏、損壞。這是其他種類鋰離子電池不具有的特性。
