你知道手機電池和電動車電池有什么區(qū)別？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-11 08:47
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動力電池不像手機和家用電池小巧、輕薄，它的體積大，結(jié)構(gòu)、技術(shù)更復(fù)雜；同時，與乘用車上搭載的其他電池相比，動力電池有很多特點：如大容量、高能量密度、高電壓等等，通常電壓可達300-400V、儲存的電能達到幾十甚至過百千瓦時、而重量可達幾百公斤甚至更重
車廠會根據(jù)量產(chǎn)車的性能、續(xù)航、壽命、安全性、成本和售價等需求，選擇不同種類的電池
一、外形
和手機電池一樣，為了把動力電池塞到不同的車型中，電池“造型”也各種各樣。“外在”形狀上，電池有方形、圓柱形和軟包三種
其中方形電池是行業(yè)的主流和趨勢，各大車企、電池廠商均在這方面投入很多。因為其設(shè)計結(jié)構(gòu)的特點，使得電芯相對安全穩(wěn)定，便于控溫、排壓排爆；同時方形的形狀也易于電池廠商發(fā)揮原材料優(yōu)勢，做到較高能量密度，并易于根據(jù)車型、底盤的需要進行組合，所以很多車企會使用不同數(shù)量的方形電池模組適配自家不同的車型
圓柱形電池誕生的很早，以現(xiàn)在采用較多的18650電池（其實就是傳統(tǒng)5號電池）為例，其生產(chǎn)穩(wěn)定性上有優(yōu)勢，品牌比較多的是sony、松下、LG那些日本廠商，大家平常使用的手機充電寶里用的基本都是圓柱形蓄電池。但圓柱電池體積利用率相對差，可以想一下，就算貼的再近，每四節(jié)電池中間也一定有縫隙；因為體積小，每節(jié)電池能攜帶的能量少，電動車內(nèi)需要使用的數(shù)量很多，所以對BMS熱管理的要求相對更高一些
上面說到，電動車動力電池和手機電池一樣，都是鋰離子電池，不過鋰離子聚合物的種類不同。在“內(nèi)在”材料方面，根據(jù)動力電池選用的正極材料的不同，可分為三元鋰、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰等
不同電芯正極材料直接決定電池：成本、能量密度、壽命（循環(huán)次數(shù)）、穩(wěn)定性、續(xù)航等
相對來講，三元鋰材料因為能量密度大、續(xù)航長、安全穩(wěn)定，成為行業(yè)首選。其中的“三元”指的是正極材料中材料含有鎳、鈷、錳或鎳、鈷、鋁三種鋰離子聚合物，通過不同的比例組合而成。（根據(jù)組份分成了NCM和NCA等種類，而它們還分成了不同的體系，行業(yè)里比較前沿的是采用比例為8：1：1的鎳（N）鈷（C）錳（M）三元鋰離子動力電池，也就是811體系，類似的還有622、532、333體系，最大的區(qū)別是其聚合物比例）
壽命方面，通常三元鋰循環(huán)次數(shù)能達到1500-2000次，而比較高的能達到2000次以上
能量密度以后會單獨講講
綜上，動力電池的形狀和正極材料決定了電池種類。比如一輛純電動車的電芯是方形的，電芯正極采用了三元鋰材料，那么這輛車采用的就是【方形三元鋰動力電池】
電池的電芯的結(jié)構(gòu)上，分為卷繞式和層疊式（疊片式），生產(chǎn)工藝有所不同，但工作原理類似，都是將極片以不同方式固定在電池殼體內(nèi)，充入電解液，經(jīng)過化成后使其內(nèi)部產(chǎn)生膜結(jié)構(gòu)、具備電性能來使用。
在功能機時代，手機的滿電續(xù)航時間通常都在2-3天甚至更長也不稀奇，但到了大屏智能機時代，手機的續(xù)航水平卻一下子降到了一天，甚至還不到。為什么電池的發(fā)展就不適用摩爾定律？為什么減小體積，增大容量對電池來說就那么難？電池的發(fā)展究竟經(jīng)歷了怎樣的歷程？今天，我們就來聊聊手機電池的，前世今生。
80年代的人們使用摩托羅拉DynaTAC 8000X手機
◆ 早期，以技術(shù)成熟的圓柱形鎳鎘電池解決有無問題
上世紀80年代，世界上第一款真正意義的手機摩托羅拉DynaTAC 8000X上市。這款方方正正看起來像磚頭一樣的東西，重達2傍（907g），售價達到了3995美元，約合25261人民幣。那么它的電池什么樣子呢？DynaTAC 8000X
圖片右邊貼著紅綠標簽的就是摩托羅拉DynaTAC 8000X的電池（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）DynaTAC 8000X
這是摩托羅拉DynaTAC 8000X測試版的電池倉內(nèi)部構(gòu)造（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）
從圖中能夠看出電池倉內(nèi)部設(shè)計可謂是丑態(tài)百出，六枚圓柱電池被膠帶捆綁，組成一套輸出電壓為7.5V的電池組。相比如今普遍3.8V的電池電壓來說，功耗要高出不少。而從包裝信息上可以看出它所采用的電池，正是在那個時代廣泛采用的鎳鎘電池（Nickel-Cadmlum Battery）。
一個需要7.5V高電壓供電的設(shè)備，功耗自然了得，盡管配備了如此巨型的電池組，但摩托羅拉DynaTAC 8000X的通話時間卻只有區(qū)區(qū)二十多分鐘。然而更要命的是，給它充滿電需要長達10小時。DynaTAC 8000X
歷代“大哥大”進化史，左邊第一部是摩托羅拉DynaTAC 8000X
除了續(xù)航時間短，充電時間長之外，鎳鉻電池的記憶效應(yīng)也十分嚴重，無法讓用戶隨用隨充。但在那個年代，容量更高的鋰電池和鎳氫電池尚處于實驗室階段，科學(xué)家只能繼續(xù)采用鎳鉻材料，但極力改進內(nèi)部空間，以讓電池所占用的體積更小，并且通過采用新的技術(shù)優(yōu)化電路，降低功耗，從而在不斷革新中降低了手機的體積。
◆ 90年代初，以定制方式，實現(xiàn)電池的小型化
到了90年代初期，隨著2G標準的建立，移動通信技術(shù)已經(jīng)越來越成熟，并迎來了爆發(fā)性增長，然而傳統(tǒng)“大哥大”的外形尺寸已經(jīng)成為被用戶抱怨最多的地方，可以說誰的手機設(shè)計的越小，誰就擁有了市場。所以為了小型化，手機廠商開始拋棄傳統(tǒng)內(nèi)含圓柱形鎳鉻電池的電池倉，轉(zhuǎn)而采用定制小型化的鎳鉻電池包。1011
1992年，諾基亞發(fā)布的1011采用小型化機身，告別“大哥大”時代
1992年十月，諾基亞推出的首款GSM網(wǎng)絡(luò)手機1011便是采用這種設(shè)計，它的體重控制在了476g，幾乎是早期“大哥大”體重的一半。雖然系統(tǒng)的設(shè)計電壓依然為7.2V，但得益于改善的功耗控制，該機的待機時間可以達到12個小時，3個小時的通話時間是第一代”大哥大“的6倍。但這樣的表現(xiàn)依然需要一天一沖，并且鎳鉻電池的充電時間都要在10小時左右，想想還是蠻不方便的。
什么是記憶效應(yīng)？
如果您接觸過90年代的老式手機，一定記得這些手機在第一次使用的時候一定要進行一次長時間的充電，并在每滿一個月左右的時候定期進行一次深度的充放電。不然手機的電池容量便會降低明顯。這就是記憶效應(yīng)。這種現(xiàn)象在早期的鎳鎘電池最為常見，中期的鎳氫電池有些微影響，而到了后期的鋰電池時代，便不存在這一問題了。所以在鋰電池時代，我們可以對手機隨充隨用。
到了90年代，隨著半導(dǎo)體電路技術(shù)的進步，手機的體積在工程師的圖紙上變得越來越小巧，但唯獨電池的體積，卻并不能像整機那樣成比例的縮小。原因大家都很清楚，鎳鎘電池所能提供的電量有限，想要讓手機擁有不錯的續(xù)航則僅能維持較大的電池空間占比。
◆ 1990年，鎳氫電池開始商用
鎳氫電池的問世，讓業(yè)界看到了手機電池新的希望，因為這種電池技術(shù)成本并沒有比鎳鉻電池增加多少，但電池容量卻有了顯著提升。還有令設(shè)計者非常開心的是，相比鎳鎘電池，鎳氫電池不僅更加環(huán)保，而且記憶效應(yīng)也要比之更不明顯，可謂是非常理想的替代產(chǎn)品。StarTAC
摩托羅拉StarTAC貝殼式翻蓋手機
對于90年代初期的手機用戶來說，手機的形態(tài)就是一塊磚。然而有一款手機顛覆了所有人的認知，那就是——摩托羅拉StarTAC，它采用貝殼式翻蓋設(shè)計，一只手便可輕松握持，而能夠達到如此mini的身材，當然與小型化的電池設(shè)計是分不開的。StarTAC
摩托羅拉StarTAC所采用的小型鎳氫電池模塊
在摩托羅拉StarTAC身上采用了一塊小巧的鎳氫電池，電池的電壓也從傳統(tǒng)的7.5V降到了3.6V。
◆ 鋰電時代，從步履蹣跚到統(tǒng)治全局
1992年，索尼研發(fā)多年的鋰離子電池終于投入商業(yè)使用，但由于高昂的售價以及并不突出的電量優(yōu)勢，讓其只能在自家的產(chǎn)品上小試拳腳。
然而，這一切隨著1994年的一句廣告語而打破，那年戴爾的筆記本產(chǎn)品首次采用鋰離子電池，并且打出了：”戴爾筆記本電腦，讓你在飛機上從紐約用到洛杉磯！“這句廣告語就好比：”充電五分鐘，通話兩小時“一樣讓當時的人們記憶猶新。
