三元鋰電池的能量密度極限是多少?
來源：寶鄂實業(yè)
2019-12-25 17:32
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三元鋰電池的能量密度極限是多少?眾所周知，磷酸鐵鋰電池的能量密度比鋰三元電池低得多。對于三元鋰電池，目前單體的能量密度為200wh/kg，內(nèi)含物為160wh/kg，是目前國家補貼政策最大補貼標準的1.1倍。在未來兩年內(nèi)，該單體的能量密度計劃增加到260wh/kg以上，包合物計劃增加到200wh/kg。
電池的能量密度通常指兩個不同的概念，單個電池的能量密度和電池系統(tǒng)的能量密度。電池是電池系統(tǒng)中最小的單元。M個電池單元組成一個模塊，N個模塊組成一個電池組，電池組是汽車動力電池的基本結(jié)構(gòu)。
三元鋰電池。JPG
三元鋰電池的能量密度分析
能量密度是儲存在一定空間或質(zhì)量內(nèi)的能量量。電池的能量密度是電池單位體積或質(zhì)量釋放的能量量。電池能量密度=電池容量×放電平臺/電池厚度/電池寬度/電池長度，基本單位為Wh/kg(瓦特小時/kg)。電池的能量密度越高，單位體積儲存的能量就越多。
能量密度高是三元鋰電池組最大的優(yōu)點，所以同樣重量的鋰電池組有更大的容量，汽車可以跑得更遠更快。電壓平臺是衡量電池能量密度的重要指標，決定著電池的基本效率和成本。電壓平臺越高，比容量越大。因此，相同體積、重量，甚至相同安全工作時間的電池比具有更高電壓平臺的三元鋰電池具有更長的電池壽命。
三元鋰電池是一種正極材料為鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的鋰電池。與磷酸鐵鋰電池相比，三元鋰電池組的整體性能更加均衡，能量密度更高，體積比能量更大，隨著電池行業(yè)的發(fā)展，三元鋰電池的價格已經(jīng)達到了制造商可以接受的范圍。
比亞迪磷酸鐵鋰電池的能量密度為150Wh/kg，而比亞迪三元鋰電池的能量密度為200Wh/kg。由此可見，三元鋰材料比磷酸鐵鋰的優(yōu)勢仍然十分明顯。
業(yè)內(nèi)人士表示，目前三元鋰電池單體的能量密度已接近極限，再難有大突破。為了進一步提高三元鋰電池的能量密度，需要進一步提高電池中鎳的比例。但是，當電池中鎳的比例增加后，高鎳的熱穩(wěn)定性很差，電池內(nèi)部的熱反應(yīng)會很劇烈，這使得安全問題令人擔憂。
三元鋰電池的能量密度接近極限
目前，三元鋰電池的能量密度已接近極限。越來越多的國內(nèi)外企業(yè)和研究機構(gòu)開始關(guān)注固態(tài)電池。
根據(jù)三元鋰電池的技術(shù)路線，動力電池很難達到350Wh/kg的能量密度目標。因此，該行業(yè)希望依靠固態(tài)電池進一步提高它們的能量密度。固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的電池。其固體電解質(zhì)不燃、不腐蝕、不揮發(fā)、不滲漏、高溫性能好、安全性高。固態(tài)電池將大大降低電動汽車自燃的可能性。
是什么限制了鋰電池的能量密度?電池背后的化學(xué)系統(tǒng)是罪魁禍首。一般來說，鋰電池的四個部分是至關(guān)重要的:正極、負極、電解液和隔膜。正極和負極是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的地方。
在電動汽車高續(xù)航能力要求的驅(qū)動下，具有更高能量密度電勢的三元鋰電池已經(jīng)成為電動汽車發(fā)展的必然過程，取代了廣泛應(yīng)用的磷酸鐵鋰電池。
