電動(dòng)大巴為什么不采用三元材料電池作為動(dòng)力電池?
第二代的多元復(fù)合鋰電池:正極是三元材料+錳酸鋰混合體系,但是把負(fù)極從鈦酸鋰改成了多孔復(fù)合碳作為負(fù)極材料。多孔復(fù)合碳是硬碳材料,最大的特點(diǎn)在于其比表面積增大到傳統(tǒng)石墨的20倍以上,增加的比表面積與孔隙也大幅增加了鋰離子的遷移和嵌入通道數(shù)量,使得鋰離子能夠快速、穩(wěn)定地嵌入與脫出,從而解決了長(zhǎng)期阻礙高能量密度石墨負(fù)極鋰電池產(chǎn)品快速充電的技術(shù)瓶頸,同時(shí)大大改善快充的能力,成本相比一代也有所下降。但是該體系電池缺點(diǎn)是循環(huán)壽命不夠長(zhǎng),硬碳的壓實(shí)密度、克容量和首次充電效率都不太理想,此外硬碳材料的高電位也導(dǎo)致整個(gè)電池能量密度偏低(所以三元-硬碳體系電池能量密度肯定低于三元-石墨體系,那么低于磷酸鐵鋰-石墨體系也就并不是什么特別奇怪的結(jié)果了),而且三元材料體系的電池用于乘用車安全性仍需要重點(diǎn)關(guān)注并不斷經(jīng)受實(shí)踐檢驗(yàn)(筆者不敢說沒問題,乘用車上用三元材料是否足夠安全也是一個(gè)老話題了)。但有一點(diǎn)可以肯定:如果想要用在大巴上,安全風(fēng)險(xiǎn)目前還是不容忽視的底層問題。
為什么不太推薦用三元材料電池裝大巴?很簡(jiǎn)單:乘用車4個(gè)門,出現(xiàn)事故逃生時(shí)間是幾秒;而大巴電池裝載量是普通乘用車的近10倍,按電池的故障概率疊乘來(lái)計(jì)算危險(xiǎn)系數(shù)更高,并且其裝載人員數(shù)量更多,對(duì)逃生的需求更緊迫。因此在大巴上使用安全系數(shù)更高的電池技術(shù)是非常靠譜的理性選擇,國(guó)家之前限制三元材料電池補(bǔ)貼的政策其實(shí)很大程度上就是基于這樣的考慮。
當(dāng)時(shí)非常吸睛,引起了技術(shù)圈內(nèi)的人們的廣泛討論。筆者當(dāng)時(shí)在朋友間專門問詢了這方面的信息,得知微宏使用了特別的電解液體系、凱夫拉纖維隔膜等一系列特別的優(yōu)化技術(shù)提升了電池的安全性,這些技術(shù)對(duì)于電池發(fā)展自然比較具有借鑒和指引意義。然而比較遺憾的是,微宏沒有介紹該電池的能量密度、成本等關(guān)鍵信息,而且從其性能和材料體系上看,恐怕這些數(shù)據(jù)樂觀不了。業(yè)內(nèi)也有人認(rèn)為這也是在犧牲成本、能量密度來(lái)保證安全性,但是不管怎么樣,技術(shù)上的進(jìn)步還是值得肯定的。所以筆者更傾向于認(rèn)為,不燃燒電池中的技術(shù)對(duì)于將來(lái)的技術(shù)發(fā)展會(huì)很有意義,但是是在中近期的工程化應(yīng)用中,會(huì)受到成本、技術(shù)等綜合方面因素的限制,變成真正的產(chǎn)品走向市場(chǎng)恐怕尚需不短的時(shí)日。
鋰離子電池可以分為方形電池、軟包電池和圓柱型電池。
【材料體系】
目前主流的有磷酸鐵鋰電池、三元材料電池等分別指的是以磷酸鐵鋰和三元材料為正極材料的鋰離子電池。三元材料指的是Ni、Co、Mn或Ni、Co、Al三種金屬元素為核心元素的正極材料。
淺析磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池的區(qū)別
【綜合評(píng)價(jià)】
磷酸鐵鋰電池單體,能量密度為120Wh/kg,成組后為80Wh/kg;三元鋰電池單體,能量密度為180Wh/kg, 成組后能量密度為110Wh/kg。從數(shù)據(jù)上來(lái)看,在能量密度方面,三元鋰電池優(yōu)于磷酸鐵鋰電池;在循環(huán)壽命方面,二者相當(dāng),單體電芯的循環(huán)壽命都大于3000次,電池成組后,由于使用工況變得惡劣和復(fù)雜,壽命會(huì)有一定的減少,電池組壽命折合6年15萬(wàn)公里。EV200使用的電池為三元鋰電池。
目前磷酸鐵鋰電池能量密度已經(jīng)基本達(dá)到理論的極致,而三元電池的能量密度還有很大的提升空間。綜合能力密度、功率密度、循環(huán)壽命、低溫性能等方面,三元電池的綜合性能優(yōu)于磷酸鐵鋰電池。
















