電動車切入鋰電池需要考慮哪些因素?關(guān)于電動公交車鈦酸鋰電池優(yōu)缺點分析
目前,新能源電動公交車動力鋰電池市場,磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池稱霸,而鈦酸鋰電池不是主流。在鋰電池行業(yè)看,鈦酸鋰電池有幾個突出的優(yōu)越性能:可快速充電,安全性能比三元、磷酸鐵鋰電池要好,循環(huán)壽命更長以及工作溫度范圍要比其他鋰電池要廣。所以鈦酸鋰電池應(yīng)用在小汽車上面比較少,是因為其有能量密度不高,但是很多應(yīng)用在電動公交車上面,公交車面積大,可以使用較多的太酸鋰電池組合起來提供動力。正所謂取長補短嘛,各有各的優(yōu)勢。
以前對鈦酸鋰電池的發(fā)展不太看好,但是那是已經(jīng)過去式了,如今的鈦酸鋰電池發(fā)展如何?能否在動力鋰電池市場擔(dān)當(dāng)大任?經(jīng)統(tǒng)計目前鈦酸鋰電池的能量密度約為 92 wh/kg,磷酸鐵鋰為 108 – 120 wh/kg之間,而磷酸鐵鋰電池能量密度雖然是較高,但與鈦酸鋰電池的能量密度差距很小差距不是很大。比如東莞的鴻偉能源公司正研發(fā)一款正極是鎳錳材料、負極搭配鈦酸鋰的鋰電池,要是研發(fā)實驗成功后,鈦酸鋰電池能量密度可達 120 wh/kg或者更高,期待試驗成功的喜訊。
鈦酸鋰電池與磷酸鐵鋰電池的能量密度差距正在不斷縮小,而且還有望突破比磷酸鐵鋰電池還要高一點,另外鈦酸鋰電池研發(fā)技術(shù)進入補貼政策目錄這一利好因素刺激,鋰電池行業(yè)樂觀預(yù)計, 未來的幾年鈦酸鋰電池將可快速發(fā)展,并與三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池一起在動力鋰電池市場形成三足鼎立。那么下面我就對電動公交車鈦酸鋰電池優(yōu)缺點分析
講解一下:
一、優(yōu)點:
1、可以快速充電性能優(yōu)異
鋰電池充電時間很長是電動公交車發(fā)展過程中的一道屏障,一直阻礙著繼續(xù)前進的步伐。采用慢充電的純電動公交車,充電時間至少在五個小時以上,很多純電動乘用車的充電時間更是長達8個小時。電動公交車輛的快速充電是未來發(fā)展的一個重要環(huán)節(jié),第一消費者不愿浪費太多時間在等待充電這個環(huán)節(jié),第二解決了快速充電就意味著可以減少電動公交車投入數(shù)量,減少輛車來做替補。鈦酸鋰就剛好有較高的鋰離子擴散系數(shù),可以實現(xiàn)3C以上的大電流充電。更快的縮短充電時間,并且這種快速充電對鈦酸鋰電池的循環(huán)壽命的影響比較小。
2、工作溫度范圍比其他鋰電池廣
鈦酸鋰電池在高低溫性能測試結(jié)果非常優(yōu)異,令人滿意。一般在我國北方普遍低溫都在零下10℃以下。而一般的鋰電池在零下10℃時充放電就會出現(xiàn)問題,容量發(fā)揮不出來,可能只發(fā)揮正常容量的50%左右甚至更低。而鈦酸鋰電池耐低溫性能良好,耐用性強,在零下50℃到零上60℃均可正常充放電,無論是在寒冷的北方,還是在炎熱的南方,電動公交車都不會因鋰電池耐不住溫度差的考驗而影響工作,這樣就可以消除了用戶的后顧之憂。
3、循環(huán)次數(shù)是普通鋰電池的三四倍
一般的傳統(tǒng)三元鋰離子電池、磷酸鐵鋰電池等在反復(fù)充放電循環(huán)后容量就會大幅度降低、壽命縮短,第一影響了正常使用時間,而且還增加了電池更換的成本,要知道更換一個鋰電池組可是非常貴的,占據(jù)了產(chǎn)品價格的一半。這種情況不利于新能源汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。相反鈦酸鋰電池就很好地解決了這些問題。鈦酸鋰電池在充放電時,鋰離子嵌入和脫嵌不會造成鈦酸鋰晶型結(jié)構(gòu)的變化,因此對鈦酸鋰材料的結(jié)構(gòu)幾乎沒有影響。正因如此,鈦酸鋰也被稱為“零應(yīng)變材料”。鈦酸鋰電池與當(dāng)前“慢充最多使用5年、快充最多使用2年”的磷酸鐵鋰電池相比,優(yōu)勢十分突出。根據(jù)試驗數(shù)據(jù)測定,普通電池循環(huán)使用壽命平均為3000次,而鈦酸鋰電池完全充放電循環(huán)次數(shù)可達3萬次以上,在作為動力電池使用10年之后,可能還能作為儲能電池再用20年。這也意味著,鈦酸鋰電池可以做到與車輛同生命周期,用戶在實際使用中不用更換電池,幾乎不增加后期成本。
當(dāng)對電池進行充電時,電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,達到負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。同樣,當(dāng)對電池進行放電時(即我們使用電池的過程),嵌在負極碳層中的鋰離子脫出,又運動回正極?;卣龢O的鋰離子越多,放電容量越高。
一般鋰電池充電電流設(shè)定在0.2C至1C之間,電流越大,充電越快,同時電池發(fā)熱也越大。而且,過大的電流充電,容量不夠滿,因為電池內(nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)需要時間。就跟倒啤酒一樣,倒太快的話會產(chǎn)生泡沫,反而不滿。
使用(放電)注意事項:
對電池來說,正常使用就是放電的過程。鋰電池放電需要注意幾點:
第一,放電電流不能過大,過大的電流導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)熱,有可能會造成永久性的損害。在手機上,這個倒是沒有問題的,可以不考慮。
從右圖上可以看出,電池放電電流越大,放電容量越小,電壓下降更快。
第二,絕對不能過放電!鋰電池內(nèi)部存儲電能是靠電化學(xué)一種可逆的化學(xué)變化實現(xiàn)的,過度的放電會導(dǎo)致這種化學(xué)變化有不可逆的反應(yīng)發(fā)生,因此鋰電池最怕過放電,一旦放電電壓低于2.7V,將可能導(dǎo)致電池報廢。好在手機電池內(nèi)部都已經(jīng)裝了保護電路,電壓還沒低到損壞電池的程度,保護電路就會起作用,停止放電。
好了,以上就是我給大家講解的關(guān)于電動公交車鈦酸鋰電池優(yōu)缺點分析
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