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磷酸鐵鋰電池為什么性能好,性能好的原因有哪些?

來(lái)源:寶鄂實(shí)業(yè)    2019-05-19 12:56    點(diǎn)擊量:
在制造磷酸鐵鋰的過(guò)程中,它晶格中的一些原子出現(xiàn)了一種名為反位缺陷的錯(cuò)位現(xiàn)象??茖W(xué)家通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),這種反位缺陷或許能夠解答這種材料令人敬佩的性能表現(xiàn)。這種缺陷讓正極材料能夠從更大的表面區(qū)域釋放和收集鋰離子。
 
在此之前,科學(xué)家們假定鋰離子只能夠在單一方向上移動(dòng),這樣就限制了能夠釋放和吸收鋰離子的材料表面大小。顯微成像技術(shù)和計(jì)算機(jī)模型讓科學(xué)家們能夠在電池充電過(guò)程中觀察到離子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)??茖W(xué)家們分析表明,反位缺陷的存在讓離子出現(xiàn)了新的運(yùn)動(dòng)方向。
 
 
這種缺陷有效的增加了磷酸鐵鋰納米棒的表面活躍區(qū)域,讓正極和電解液之間的鋰離子傳播更加高效。Tang聲稱(chēng):“大多數(shù)電池正極都被打造成薄盤(pán)的形狀來(lái)增加鋰離子的單向運(yùn)動(dòng)。我們的發(fā)現(xiàn)改變了我們對(duì)磷酸鐵鋰最優(yōu)化形狀設(shè)計(jì)的看法。這種缺陷的存在讓鋰離子能夠多方向運(yùn)動(dòng),這意味著我們讓性能最大化的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是完全不準(zhǔn)確的。”
 
即使是電池研究領(lǐng)域的專(zhuān)家們也并非全部了解鋰離子電池及其部件的電化學(xué)性能和過(guò)程。但是隨著更多的科學(xué)家來(lái)設(shè)想和分析這些電化學(xué)過(guò)程和性能,我們將能夠更多的對(duì)其進(jìn)行完善,讓鋰電池的性能盡可能的高效。
動(dòng)力電池的安全性是電動(dòng)車(chē)中使用中最應(yīng)受關(guān)注的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō),電池安全性是和電池中儲(chǔ)存的能量成反比的,即所能釋放的能量越大,其安全性風(fēng)險(xiǎn)就越大,純電動(dòng)轎車(chē)電池容量一般為幾十千瓦時(shí),而純電動(dòng)公交車(chē)電池容量高達(dá)幾百千瓦時(shí),隨著電池容量的增加,電池體積也在增加,其散熱性能變差,出安全事故的可能性增加。因此,將鋰離子蓄電池做成動(dòng)力電池,就必須提高其安全性能,單體電池愈大,要求達(dá)到的安全性指標(biāo)也就愈高。
 
  目前涉及國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的生產(chǎn)企業(yè)多達(dá)100多家,而在現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)動(dòng)力電池供應(yīng)環(huán)節(jié)中,磷酸鐵鋰動(dòng)力電池幾乎占據(jù)著商用車(chē)整個(gè)市場(chǎng)。但是由于磷酸鐵鋰電池理論能量密度提升空間有限,最大為150Wh/kg。國(guó)內(nèi)有大型動(dòng)力電池企業(yè)在積極開(kāi)發(fā)能量密度更高的磷酸鐵錳鋰材料新型動(dòng)力鋰電池。
 
  因?yàn)槿囯姵氐谋饶芰勘容^高,這種優(yōu)勢(shì)使其有相應(yīng)的市場(chǎng)需求,但我很早以前就說(shuō)過(guò),從安全性上看,磷酸鐵鋰電池更有優(yōu)勢(shì),比如以前發(fā)生事故的三元材料中鎳鈷鋁三元材料18650電池在180攝氏度以上會(huì)出現(xiàn)自加熱,起火后很難控制,而磷酸鐵鋰材料到了250攝氏度以上才會(huì)出現(xiàn)放熱現(xiàn)象,因此磷酸鐵鋰電池應(yīng)用在商用車(chē)上,尤其是城市公交車(chē)和大巴車(chē)上,這對(duì)國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展來(lái)說(shuō)是一個(gè)正確的選擇,對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全更有保障。
 
  目前動(dòng)力電池企業(yè)產(chǎn)銷(xiāo)狀況比較好,受到的各方面關(guān)注也相應(yīng)比較多,這就更需要加強(qiáng)研發(fā),不斷提升產(chǎn)品技術(shù)含量。黃學(xué)杰認(rèn)為,影響鋰離子電池安全性的主要因素有電池的材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝、電熱管理、電池包設(shè)計(jì)和使用條件等,研究單體電芯產(chǎn)熱規(guī)律,根據(jù)電池的應(yīng)用需求以安全為優(yōu)先選擇材料和設(shè)計(jì)電池及系統(tǒng)結(jié)構(gòu),采用高精度設(shè)備制造,加強(qiáng)生產(chǎn)全過(guò)程的監(jiān)測(cè),開(kāi)發(fā)智能化電池管理系統(tǒng)和根據(jù)整車(chē)使用條件設(shè)計(jì)電池包。
 
  同理,中國(guó)的整車(chē)企業(yè)也不應(yīng)當(dāng)把電池當(dāng)做整車(chē)的配套產(chǎn)品,而是要逐步將動(dòng)力電池生產(chǎn)納入自己的運(yùn)營(yíng)管理體系,以嚴(yán)格保證質(zhì)量。設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程監(jiān)控自診斷報(bào)警系統(tǒng),對(duì)運(yùn)行中的動(dòng)力電池進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和診斷。

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