電動(dòng)汽車用鋰電池在容量和功率上的要求有哪些？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-09 19:59
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鋰電池目前的主要市場在于便攜式終端設(shè)備的應(yīng)用，譬如手機(jī)，筆記本電腦，這使得高容量一度成為鋰電池開發(fā)的主攻方向，但在電動(dòng)汽車和大型儲(chǔ)電設(shè)備充分發(fā)展的背景下，鋰離子電池研發(fā)的主要方向也呈現(xiàn)出多樣化的趨勢(shì)。
傳統(tǒng)的移動(dòng)終端市場，例如手機(jī)和筆記本電腦之所以要求電池高容量，是因?yàn)樗鼈兺枰潆娨淮渭纯墒褂煤荛L時(shí)間，使用起來更加方便。風(fēng)靡全球的蘋果iphone和ipad等就曾一度因一次充電后使用時(shí)間不長而遭到消費(fèi)者批評(píng)，因此，在新款的the new ipad發(fā)布時(shí)，原有的6500mAh容量鋰電池就改為使用14000mAh大容量鋰電池。這件事情可以看作便攜式終端用充電電池的研發(fā)以高容量為方向的證明，為此，甚至不惜犧牲壽命也要實(shí)現(xiàn)高容量，而對(duì)壽命的要求一般就是2年左右即可。
但是，在電動(dòng)汽車時(shí)代到來后，鋰離子電池研發(fā)的方向就就不再只是一味高容量的發(fā)展方向，現(xiàn)在的電動(dòng)汽車主要包括混合動(dòng)力車、插電式混合動(dòng)力車和純電動(dòng)汽車三種類型。對(duì)于混合動(dòng)力車而言，在加速和減速時(shí)需要大電力交換，因此，高功率型的電池較為理想。反之，純電動(dòng)汽車因?yàn)橹豢縿?dòng)力鋰電池提供電能，因此更需要大容量的支持，插電式混合動(dòng)力車則介于二者之間。
由此可以得知：在高功率鋰電池要求上，混合動(dòng)力車>插電式混合動(dòng)力車>純電動(dòng)汽車;而在大容量鋰電池要求上恰好相反，純電動(dòng)汽車>插電式混合動(dòng)力車>混合動(dòng)力車。當(dāng)然，這是在不同電動(dòng)汽車內(nèi)部的比較，從整體上來說，電動(dòng)汽車用鋰電池在容量和功率上的要求比便攜終端高出若干倍，同時(shí)也要求更高的壽命和安全性，如果不這樣則無法進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。
固定裝置用途的大型儲(chǔ)能設(shè)施對(duì)比電動(dòng)汽車的性能要求也是提高了若干倍，單從安全性來說，對(duì)于大樓蓄電系統(tǒng)及家用蓄電系統(tǒng)而言，必須具備發(fā)生火災(zāi)時(shí)不會(huì)燃燒的“高”安全性能，而電動(dòng)汽車和便攜終端用鋰電池顯然不具備這種要求。固定裝置用途的儲(chǔ)能設(shè)施內(nèi)部也可以劃分出不同的主要訴求。對(duì)用于夜間儲(chǔ)電白天放電的高峰期轉(zhuǎn)換為代表的電網(wǎng)電力而言，要求電池具備大容量，如樓宇系統(tǒng)用儲(chǔ)能設(shè)施鋰電池。而對(duì)于光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電來說，就必須使用對(duì)輸出功率變化具有較高耐性的高功率電池，因?yàn)槭茏匀灰蛩赜绊憳O大，這兩種發(fā)電裝置輸出功率變化較大。
隨著鋰電池向大型機(jī)器應(yīng)用的過渡和轉(zhuǎn)變，使得鋰電池自身要解決根本問題日漸多起來，因而出現(xiàn)了結(jié)合鋰離子電池與傳統(tǒng)雙層電容器優(yōu)點(diǎn)的鋰離子電容器，也有開發(fā)新型氧化還原液流電池的新技術(shù)處于同步研發(fā)階段，未來鋰電池的道路還很遠(yuǎn)。
鋰電池和鋰離子電池是普及速度很快的電池品種，在文獻(xiàn)和現(xiàn)實(shí)生活中，人們發(fā)現(xiàn)鋰電池和鋰離子電池在使用當(dāng)中時(shí)而相仿，時(shí)而互換，個(gè)中原因在于，鋰電池和鋰離子電池是互相區(qū)別而又有繼承和發(fā)展關(guān)系的一對(duì)概念，難怪人們會(huì)將二者混淆。
所謂鋰電池，是以金屬鋰做負(fù)極活性物質(zhì)的電池總稱，而鋰離子電池是指以兩種不同的能夠可逆的嵌入和脫嵌鋰離子的嵌鋰化合物分別作為電池正極和負(fù)極的二次電池體系，鋰電池和鋰離子電池的相同點(diǎn)是在正極和電解質(zhì)上，兩種電池都采用金屬氧化物和硫化物作為正極，而以有機(jī)溶劑-無機(jī)鹽體系作為電解質(zhì)。
鋰電池和鋰離子電池之間是一個(gè)發(fā)展的過程，鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料的物質(zhì)，化學(xué)反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，以后，索尼公司發(fā)明了以炭材料為負(fù)極，以含鋰的化合物作為正極的鋰電池，在充放電過程中，沒有金屬鋰存在，只有鋰離子，這就是鋰離子電池。
嚴(yán)格意義上的鋰電池和鋰離子電池的工作機(jī)理是不一樣的，鋰電池是一次電池，又稱為鋰原電池，可以連續(xù)放電，也可以間歇放電，一部分鋰電池可以作儲(chǔ)備設(shè)施用電池，如在水力、風(fēng)力、太陽能電站等方面的應(yīng)用。而鋰離子電池是二次電池，可以反復(fù)使用?，F(xiàn)在，很多人習(xí)慣上把“鋰離子電池”也叫做“鋰電池”，這是一種方便的叫法。
從使用角度來看，嚴(yán)格意義上的鋰電池和鋰離子電池也是不同的。鋰電池的負(fù)極用金屬鋰，正極用MnO2、SOCl2等，20世紀(jì)70年代進(jìn)入實(shí)用化后，主要在一些軍事和民用小型電器中使用。鋰離子電池應(yīng)用范圍更加廣泛，如：移動(dòng)電話、攝像機(jī)、照相機(jī)、手提電腦等，大容量鋰離子電池在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用也已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化過程中。從鋰電池和鋰離子電池的發(fā)展趨勢(shì)來看，鋰離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，而鋰原電池的應(yīng)用領(lǐng)域不斷縮小。
鋰電池和鋰離子電池可能會(huì)在實(shí)用中被人們混淆，但它們間有一個(gè)根本區(qū)別就是：鋰離子電池反應(yīng)時(shí)沒有鋰金屬，只有鋰離子在正負(fù)極間的運(yùn)動(dòng)，因此，又被稱為“搖椅式電池”，生活中可以尊重人們對(duì)鋰電池和鋰離子電池的習(xí)慣叫法，但這不妨礙人們理解二者的理論區(qū)別。
