磷酸鐵鋰電池具有哪些優(yōu)越性？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-20 14:19
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這里就需要回溯前兩篇的論述，我們分析了未來的電動(dòng)汽車應(yīng)該以小里程、快充電的電動(dòng)汽車為主。而目前家用車需要長續(xù)航的雙?；旌蟿?dòng)力，以及公交市場的大續(xù)航純電汽車。那么這樣的車需要什么樣的電池？
一、安全
首先安全是汽車必備的前提。汽車不同于手機(jī)和電腦，汽車在高速行駛中有可能遇到眾多不可預(yù)知因素，比如車禍造成的電池?cái)D壓和撞擊。而任何一個(gè)不利的因素，都有可能造車車毀人亡。我們可以看到一些老年代步車使用劣質(zhì)的鉛酸電池，完全沒有安全保障，電池自燃、受撞擊燃燒的案例比比皆是。再比如特斯拉近一年的連續(xù)著火事件，雖然得利于特斯拉的安全設(shè)計(jì)并沒有出現(xiàn)人員傷亡。但同時(shí)也要看到，這幾次事件都是非常輕微的碰撞事故，碰撞本身對車和人并無傷害，而電池卻著火了，那么如果是更嚴(yán)重的事故呢？
二、高倍率放電壽命
普通汽車使用壽命長達(dá)數(shù)十年，一輛電動(dòng)汽車的電池，10年至少需要3000次的循環(huán)壽命。電池作為比較貴的部件，壽命能否與車等同是非常重要的，既要保證車輛的性能又要保證車主的利益，這樣才能利于市場的推動(dòng)。目前世界各車企的電動(dòng)汽車，只有去年上市的比亞迪“秦”做到了電芯終生質(zhì)保。
研究人員發(fā)現(xiàn)，在制造磷酸鐵鋰的過程中，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：“大多數(shù)電池正極都被打造成薄盤的形狀來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)性能和過程。但是隨著更多的科學(xué)家來設(shè)想和分析這些電化學(xué)過程和性能，我們將能夠更多的對其進(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)車中使用中最應(yīng)受關(guān)注的問題。一般來說，電池安全性是和電池中儲存的能量成反比的，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)轎車電池容量一般為幾十千瓦時(shí)，而純電動(dòng)公交車電池容量高達(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)有的國內(nèi)新能源汽車動(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)著商用車整個(gè)市場。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。國內(nèi)有大型動(dòng)力電池企業(yè)在積極開發(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)勢使其有相應(yīng)的市場需求，但我很早以前就說過，從安全性上看，磷酸鐵鋰電池更有優(yōu)勢，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攝氏度以上才會出現(xiàn)放熱現(xiàn)象，因此磷酸鐵鋰電池應(yīng)用在商用車上，尤其是城市公交車和大巴車上，這對國內(nèi)電動(dòng)汽車發(fā)展來說是一個(gè)正確的選擇，對人民生命財(cái)產(chǎn)安全更有保障。
