并且比其他鋰離子系統(tǒng)的應(yīng)力更小。缺點(diǎn)是,較低的3.2V電池標(biāo)稱電壓使得比能量低于鈷摻雜
鋰離子電池。對(duì)于大多數(shù)電池來說,低溫會(huì)降低性能,升高儲(chǔ)存溫度會(huì)縮短使用壽命,磷酸鋰也不例外。磷酸鋰具有比其他鋰離子電池更高的自放電,這可能會(huì)引起老化進(jìn)而帶來均衡問題,雖然可以通過選用高質(zhì)量的電池或使用先進(jìn)的電池管理系統(tǒng)來彌補(bǔ),但這兩種方式都增加了電池組的成本。電池壽命對(duì)制造過程中的雜質(zhì)非常敏感,不能承受水分的摻雜,由于水分雜質(zhì)的存在有些電池最短壽命只有50個(gè)循環(huán)。圖9總結(jié)了磷酸鋰的屬性。常用磷酸鋰代替鉛酸起動(dòng)蓄電池。四個(gè)串聯(lián)電池產(chǎn)生12.80V,與六個(gè)2V鉛酸電池串聯(lián)的電壓相似。車輛將鉛酸充電至14.40V(2.40V/電池)并保持浮充狀態(tài)。浮充的用意在于保持完全充電水平并防止鉛酸電池硫酸化。通過串聯(lián)四個(gè)磷酸鋰電池,每個(gè)電池的電壓均為3.60V,這是正確的滿充電電壓。此時(shí),應(yīng)該斷開充電,但駕駛時(shí)繼續(xù)充電。磷酸鋰容忍一些過度充電; 然而,由于大多數(shù)車輛在長(zhǎng)途旅行中長(zhǎng)時(shí)間保持電壓在14.40V,可能會(huì)增加磷酸鋰電池的機(jī)械應(yīng)力。時(shí)間會(huì)告訴我們磷酸鋰作為鉛酸電池的替代品能夠承受多長(zhǎng)時(shí)間的過充電。低溫也會(huì)降低鋰離子的性能,可能會(huì)影響極端情況下的起動(dòng)能力。
磷酸鋰具有良好的安全性和長(zhǎng)壽命,比能量適中,自放電能力增強(qiáng)。
鎳鈷鋁酸鋰(LiNiCoAlO2或稱NCA)
鎳鈷鋁酸
鋰電池或NCA自1999年以后被應(yīng)用。它具有較高的比能量,相當(dāng)好的比功率和長(zhǎng)的使用壽命與NMC有相似之處。不太討人喜歡的是安全性和成本。圖11總結(jié)了六個(gè)關(guān)鍵特征。NCA是鋰鎳氧化物的進(jìn)一步發(fā)展;加入鋁賦予電池更好的化學(xué)穩(wěn)定性。隨著電動(dòng)汽車市場(chǎng)的進(jìn)一步擴(kuò)大和對(duì)續(xù)航里程要求的不斷提升,整車企業(yè)對(duì)
動(dòng)力電池在能量密度、制造成本、循環(huán)壽命和產(chǎn)品附加屬性等方面都提出了更高的要求。在原材料領(lǐng)域尚未獲得巨大突破的前提下,適當(dāng)增大圓柱電池的體積以獲得更多的電池容量便成為一種可探索的方向。目前,特斯拉已經(jīng)啟動(dòng)了21700電池的規(guī)?;a(chǎn),并計(jì)劃用于特斯拉汽車Model3上,如果在特斯拉其他車型上測(cè)試通過,將全部替換掉之前使用的18650電池,特斯拉的做法或?qū)⒃谑澜绶秶鷥?nèi)引領(lǐng)一股“21700風(fēng)潮”。
二、方形鋰電池
方形鋰電池通常是指鋁殼或鋼殼方形電池,方形電池的普及率在國(guó)內(nèi)很高,隨著近年汽車動(dòng)力電池的興起,汽車?yán)m(xù)航里程與電池容量之間的矛盾日漸突顯,國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池廠商多采用電池能量密度較高的鋁殼方形電池為主,因?yàn)榉叫坞姵氐慕Y(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,不像圓柱電池采用強(qiáng)度較高的不銹鋼作為殼體及具有防爆安全閥的等附件,所以整體附件重量要輕,相對(duì)能量密度較高。方型電池有采用卷繞和疊片兩種不同的工藝。
但由于方形鋰電池可以根據(jù)產(chǎn)品的尺寸進(jìn)行定制化生產(chǎn),所以市場(chǎng)上有成千上萬種型號(hào),而正因?yàn)樾吞?hào)太多,工藝很難統(tǒng)一。方形電池在普通的電子產(chǎn)品上使用沒有問題,但對(duì)于需要多只串、并聯(lián)的工業(yè)設(shè)備產(chǎn)品,最好使用標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的圓柱形鋰電池,這樣生產(chǎn)工藝有保證,以后也更容易找到可替換的電池。
三、軟包鋰電池
軟包鋰電池所用的關(guān)鍵材料—正極材料、負(fù)極材料及隔膜—與傳統(tǒng)的鋼殼、鋁殼鋰電池之間的區(qū)別不大,最大的不同之處在于軟包裝材料(鋁塑復(fù)合膜),這是軟包鋰電池中最關(guān)鍵、技術(shù)難度最高的材料。軟包裝材料通常分為三層,即外阻層(一般為尼龍BOPA或PET構(gòu)成的外層保護(hù)層)、阻透層(中間層鋁箔)和內(nèi)層(多功能高阻隔層)。
軟包電池的包裝材料和結(jié)構(gòu)使其擁有一系列優(yōu)勢(shì),電動(dòng)知家公眾號(hào)總結(jié)下,比如,安全性能好,軟包電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑膜包裝,發(fā)生安全問題時(shí),軟包電池一般會(huì)鼓氣裂開,而不像鋼殼或鋁殼電芯那樣發(fā)生爆炸;重量輕,軟包電池重量較同等容量的鋼殼鋰電池輕40%,較鋁殼鋰電池輕20%;內(nèi)阻小,軟包電池的內(nèi)阻較鋰電池小,可以極大的降低電池的自耗電;循環(huán)性能好,軟包電池的循環(huán)壽命更長(zhǎng),100次循環(huán)衰減比鋁殼少4%~7%;設(shè)計(jì)靈活,外形可變?nèi)我庑螤?,可以更薄,可根?jù)客戶的需求定制,開發(fā)新的電芯型號(hào)。軟包電池的不足之處是一致性較差,成本較高,容易發(fā)生漏液。成本高可通過規(guī)模化生產(chǎn)解決,漏液則可以通過提升鋁塑膜質(zhì)量來解決。
四、技術(shù)特性對(duì)比分析
1.電池形狀:方形鋰電池可以任意大小,所以是圓柱電池不能比的。
2.倍率特性:圓柱形鋰電池焊接多極耳的工藝限制,所以倍率特性稍差于方形多極耳方案
3.放電平臺(tái):采用相同的正極材料、負(fù)極材料、電解液所以理論上放電平臺(tái)是一致的,但是方形電池內(nèi)阻稍占優(yōu)勢(shì),所以放電平臺(tái)稍微高一點(diǎn)。
4.產(chǎn)品質(zhì)量:圓柱鋰電池工藝非常成熟,極片公有二次分切缺陷機(jī)率低,且卷繞工藝較疊片工藝成熟度及自動(dòng)化程度都要高疊片工藝目前還在采用半手工方式,所以對(duì)于電池的品質(zhì)存在不利影響。
5.極耳焊接:圓柱鋰電池極耳較方形鋰電池更易焊接,方形電池易產(chǎn)生虛焊影響電池品質(zhì)。
6.PACK成組:圓形電池相對(duì)具有更易用特點(diǎn),所以PACK方案簡(jiǎn)單,散熱效果好,方形電池PACK時(shí)要解決好散熱的問題。
7.結(jié)構(gòu)特點(diǎn):方形電池邊角處化學(xué)活性能較差,長(zhǎng)期使用電池性能下降較為明顯。
總之,無論圓柱、方形還是軟包電池,目前之所以都能快速發(fā)展,是因?yàn)樗鼈冊(cè)诟髯陨瞄L(zhǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域,都得到了很好的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池廠家都在預(yù)言方形會(huì)成為動(dòng)力電池的主流,但是以Tesla為代表的圓柱動(dòng)力電池應(yīng)用廠家,在技術(shù)上不斷創(chuàng)新,整車電池能量密度不斷提升,電池性能表達(dá)更卓越。
動(dòng)力電池市場(chǎng)鈦酸鋰電池將與三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池三足鼎立?
“主流與非主流的判斷標(biāo)準(zhǔn),不是各執(zhí)一詞的的辯駁。
如今有些人看待問題,習(xí)慣了先問是非,急于談?wù)搶?duì)錯(cuò)。但唯物辯證法認(rèn)為,事物是運(yùn)動(dòng)發(fā)展的,主流與非主流之間并非存在永恒的界限。
100多年前的馬車時(shí)代,汽車是非主流;舊時(shí)期的煤油燈時(shí)代,電燈泡是非主流……淘寶和微信等新事物出生初期,皆不是主流。無數(shù)的歷史事實(shí)證明,不負(fù)責(zé)任的“蓋棺定論”的做法,結(jié)局往往是“啪啪”地“打臉”。
遺憾地是,許多人面對(duì)事物時(shí),只能從自身有限的視野、立場(chǎng)和特定的時(shí)空中去判斷,不能突破自身的局限性去看待問題。
主流只是相對(duì)概念
人類用了幾萬年的時(shí)間,從石器過渡到了火的文明,又用了幾千年,進(jìn)化到農(nóng)耕文明,又是幾千年,工業(yè)文明的時(shí)代來臨,這期間的技術(shù)更迭,沒有一次不是所謂的“非主流”取代了曾經(jīng)的“主流”。
不知從何時(shí)起,“主流”二字的另一種說法似乎變成了“我牛我怕誰”,就像大家現(xiàn)在提起“情懷”二字一樣,有些變了味道。
近日,董明珠和銀隆新能源再次登上熱門,寧德時(shí)代總裁黃世霖公開表示,如今董明珠搭上全部身家投資的鈦酸鋰電池,由于能量密度相對(duì)比較低,將來不會(huì)太主流,其并不十分看好該項(xiàng)技術(shù)。
僅僅拿不“主流”來評(píng)判動(dòng)力電池的好壞,這樣的邏輯顯得有些牽強(qiáng)。
真理是具有相對(duì)性和無限性,萬事萬物的判斷標(biāo)準(zhǔn)豈能如此單一絕對(duì)?
當(dāng)年,伽利略在比薩斜塔上扔的兩個(gè)小鐵球,徹底推翻了以亞里士多德等“主流權(quán)威”為代表的古希臘力學(xué)學(xué)說,也正是此套“不主流”的理論,讓牛頓在此基礎(chǔ)上提出 “三大定律”。
2015年,銀隆全年銷售訂單近7000輛,年增長(zhǎng)率2228%,迅速成長(zhǎng)為我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)之一。
從收購(gòu)美國(guó)奧鈦到如今研發(fā)出第四代高能量密度鈦酸鋰電池,難道說銀隆不是看好了鈦酸鋰電池的未來發(fā)展?jié)摿途薮笊虣C(jī)?而大連萬達(dá)集團(tuán)、中集集團(tuán)等優(yōu)秀資本對(duì)銀隆的投資難道只是因?yàn)?ldquo;人傻錢多”,或單純?yōu)榱硕髦榈娜饲??商?chǎng)如戰(zhàn)場(chǎng),精明的企業(yè)家自然是看到了鈦酸鋰的發(fā)展前景。
董明珠直言:有些人“鼠目寸光,只看眼前三分地”。萬達(dá)集團(tuán)董事長(zhǎng)王健林在入股銀隆時(shí)表示:“企業(yè)家作用在于有前瞻性,能夠看到別人看不到的點(diǎn)”。
“主流”二字不是判斷企業(yè)好壞的標(biāo)準(zhǔn),消費(fèi)者的智商也永遠(yuǎn)在線,市場(chǎng)才是“試金石”,企業(yè)有沒有真本事,是瞞不過他們的。
沒有一種動(dòng)力電池是完美的
用事實(shí)和真本事說話,才是檢驗(yàn)事物對(duì)錯(cuò)的標(biāo)準(zhǔn),“主流”二字,不過是被時(shí)代所扣的一個(gè)帽子。
當(dāng)前,國(guó)內(nèi)新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀來看,電池種類可謂豐富多樣,而市場(chǎng)對(duì)電池最關(guān)心的關(guān)鍵指標(biāo)集中在五大方面:安全穩(wěn)定性能、循環(huán)壽命、耐寬溫性、充電速度和能量密度。
就動(dòng)力電池而言,目前,三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池以及鈦酸鋰電池在電動(dòng)車領(lǐng)域都有應(yīng)用。
由于三元鋰電池能力密度高,續(xù)航里程相對(duì)較長(zhǎng),國(guó)內(nèi)車企乘用車紛紛轉(zhuǎn)向使用三元鋰電池,包括北汽、比亞迪、江淮等。但三元鋰電池卻存在安全性差、耐高溫性差、壽命差等缺點(diǎn),2016年初,還被工信部叫停,暫停三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄。
相比三元電池,磷酸鐵鋰電池,由于安全性能穩(wěn)定、高溫性能好、重量輕等優(yōu)勢(shì),越來越多的活躍在電動(dòng)客車市場(chǎng)。但低溫性能差,正極材料振實(shí)密度小等缺陷,在微型電池方面不具有優(yōu)勢(shì)。
格力電器與珠海銀隆轟轟烈烈合作之后,鈦酸鋰電池——早前并未受到市場(chǎng)太多關(guān)注的動(dòng)力電池,也因此從幕后走到了臺(tái)前。董明珠在多個(gè)場(chǎng)合表示要做“把金子從沙子里刨出來的人”。那么,董明珠之于鈦酸鋰電池,能否做到像王傳福之于磷酸鐵鋰電池,馬斯克之于三元鋰電池一樣成功呢?
鈦酸鋰電池也是鋰電中壽命最長(zhǎng)、安全最高的電池。論生命周期,普通鋰離子電池約為1000—2000次循環(huán),鈦酸鋰則是3萬次循環(huán),是前者的15倍。而且銀隆新能源已掌握全球頂尖鈦酸鋰核心技術(shù),攻克了業(yè)內(nèi)公認(rèn)的“五大問題”,實(shí)現(xiàn)6分鐘快速充電、耐寬溫、30年循環(huán)使用壽命、不起火不爆炸等優(yōu)良特性。
在動(dòng)力電池領(lǐng)域,電池的能量密度低成為行業(yè)部分人士抨擊鈦酸鋰電池“不是主流”的原因所在。
在多個(gè)場(chǎng)合,銀隆都公開承認(rèn)過鈦酸鋰電池存在能量密度低的問題。同時(shí)銀隆也已向社會(huì)表示,其已在積極研發(fā)和改進(jìn)這一缺點(diǎn),如今,銀隆所研發(fā)的第四代高能量密度鈦酸鋰電池,與第三代相比成本下降40%,能量密度提高60%。另外,銀隆還掌握了氫鈦研發(fā)這一核心技術(shù),將有效解決電池能量密度的問題,并通過鈦酸鋰電池和燃料電池的兩者結(jié)合,成功解決了新能源汽車?yán)m(xù)航里程的難題