動力鋰電池不同的性能用途的分類
.不同的性能用途方面分:
一次性---鋰錳電池--扣式3伏電池
高容量(高平臺)--用在手機(jī)數(shù)碼產(chǎn)品上
高倍率;---用在電動車和電動工具上及飛機(jī)模型
高溫;---礦燈,室上燈飾,機(jī)器內(nèi)置后備電源;
低溫;---室外環(huán)境,北方(冬天)南極;
中國電動車行業(yè)車用電池中用鋰電池主流是三種鐵鋰,錳鋰,三元鋰電池。
錳鋰 1.價格便宜。 2.低溫性能好,在零下負(fù)20度放電能有90%以上的效率。3.安全性能佳。
但他 1.高溫度性能差 2.循環(huán)壽命低(一般正常使用壽命大概在300到400次) 3. 克比容量低(112) 4.倍率放電差(如車子上坡和快速啟動時候,對該類電池影響很大)
三元 1.價格是三種材料最貴的 2.容量高(150.可以節(jié)省體積) 3.循環(huán)壽命佳(600到700次) 4.倍率放電佳
但他 1.安全性能是三個中最差的(特別是用鋼殼的) 2.目前中國電池行業(yè)對該材料的掌握還不成熟,用的不多.
鐵鋰 1.價格中 2.容量中(130) 3.循環(huán)壽命高(1500次左右) 4.高溫性能好 5.倍率放電好
但他 1.價格不便宜 2.低溫性能不好 3.在電動汽車上才能充分體現(xiàn)其優(yōu)越的性能(能6分鐘充滿電,能20倍放電)
工作原理
首先糾正一個概念,鋰電池按照正負(fù)極使用的材料不同,通常分兩大類 :
鋰金屬電池,也就是使用二氧化錳為正極材料,金屬鋰或其合金金屬為負(fù)極材料的電池;鋰離子電池,使用鋰合金金屬氧化物為正極材料,石墨為負(fù)極材料電池。
鋰金屬電池其性質(zhì)不夠穩(wěn)定而且不能充電,所以不屬于二次電池。對于新能源汽車來講,我們平時說的鋰電池,就是指鋰離子電池。
鋰離子電池主要由正極(含鋰化合物),負(fù)極(碳素材料),電解液,隔膜四個部分組成:
電池充電時,正極上鋰原子電離成鋰離子和電子(脫嵌),鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動到負(fù)極,得到電子,被還原成鋰原子嵌入到碳層的微孔中(插入);
電池放電時,嵌在負(fù)極碳層中的鋰原子,失去電子(脫插)成為鋰離子,通過電解液,又運(yùn)動回正極(嵌入);
鋰電池的充放電過程,也就是鋰離子在正負(fù)極間不斷嵌入和脫嵌的過程,同時伴隨著等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌。鋰離子數(shù)量越多,充放電容量就越高。
分類
因正極材料不同,鋰離子電池主要分為:磷酸鐵鋰(LFP),鎳酸鋰(LNO),錳酸鋰(LMO),鈷酸鋰(LCO),以及鎳鈷錳酸三元鋰(NCM)、鎳鈷鋁酸三元鋰(NCA),負(fù)極材料主要采用石墨碳材料。
技術(shù)路線
基于上表,我們來理一理不同類型鋰電池在市場的應(yīng)用情況。
先說說鈷酸鋰,作為鋰電池的鼻祖,當(dāng)然也可能是作為動力電池先試試水,最先用在特斯拉Roadster上,但由于其循環(huán)壽命和安全性都較低,事實(shí)證明其并不適用作為動力電池。為了彌補(bǔ)這個缺點(diǎn),特斯拉運(yùn)用了號稱世界上最頂尖的電池管理系統(tǒng)來保證電池的穩(wěn)定性。鈷酸鋰目前在3C領(lǐng)域的市場份額很大。
第二是錳酸鋰電池,主要最先由電池企業(yè)AESC提出,這個AESC來頭可不小,是日產(chǎn)和日本電氣股份有限公司(NEC)的合資。錳酸鋰代表車型是為日產(chǎn)聆風(fēng),由于其價格低,能量密度中等,安全性也一般,具有所謂的較好綜合性能。所謂成也蕭何敗也蕭何,也是正因?yàn)檫@種不溫不火的特性,其逐步被新的技術(shù)所替代。
接著是磷酸鐵鋰,作為比亞迪的主打,其穩(wěn)定好,壽命長,且具有成本優(yōu)勢,特別適用于需要經(jīng)常充放電的插電式混合動力汽車,但其缺點(diǎn)是能量密度一般。
電池保養(yǎng)
其實(shí)電池沒有太多要顧及的使用注意,換句話說是顧及也沒有太大用。一個電池能使用多少次,差別更多的來自電池本身制造中的個體差異,而不是使用方法。除了本身的電池品質(zhì)之外,電池自身的使用壽命是有限的。一旦電池下了生產(chǎn)線,其壽命就開始流逝。不管你是否使用,鋰電池的使用壽命都只在兩到三年。電池容量下降的重要原因之一還是由于氧化引起的內(nèi)部電阻增加,最后電解槽電阻會達(dá)到某個點(diǎn),盡管這時電池充滿電,但電池不能釋放已儲存的電量。許多朋友都認(rèn)為初次使用鋰電池應(yīng)該充電16個小時以上,這樣可以充分的激活電池,其實(shí)這樣做并沒有根據(jù),這只是當(dāng)年流行的鎳氫或鎳鎘電池的充電方法,對于鋰離子電池來說并不適用。因?yàn)檫@種以鋰聚合物為核心的電池在理論上并沒有記憶效應(yīng),即便有,也是完全可以忽略不計(jì)的。所以只需要沖3個小時左右就完全可以了,如果顯示充電已完成,并且暫時不需要外接電源使用,那么就可以拔下電源,不必再等這么長的時間了。
誤區(qū)一:PSP買回來需要反復(fù)充放電三次以便激活電池。除非買到的PSP是庫存一年以上的產(chǎn)品,否則就不需要這樣做,因?yàn)楝F(xiàn)在的電池電芯在出廠的時候已經(jīng)經(jīng)過激活,而電芯在封裝成PSP電池的時候又經(jīng)過一次相當(dāng)于激活的檢驗(yàn),因此你拿到手的電池,早已是被激活過的了,再做三次充放電過程只是無謂的增加電池的損耗。
誤區(qū)二:第一次充電必須充夠12小時。這對于早期那些沒有電池控制電路的鎳氫電池設(shè)備是適用的,但對于如今具有智能充放電控制模塊的PSP來說卻是個笑話,當(dāng)PSP電池充滿之后,充電電流就會被自動切斷,并且在系統(tǒng)顯示為“外接電源”。哪怕你繼續(xù)充120個小時,狀態(tài)也不會有任何變化了,一般來說,3小時也完全充滿了,剩下的“充電”只是浪費(fèi)自己的時間。反而是拿到新機(jī)器的時候應(yīng)該先把電量放光再充電。
誤區(qū)三:電池需要每月一次徹底充放。對于記憶效應(yīng)很強(qiáng)的鎳氫電池,這是必須的工作,但對于鋰電池,這個周期卻太頻繁了,鋰電池在理論上是消除記憶效應(yīng)的,即便有,也已經(jīng)大大減弱了可忽略不計(jì)的程度,如果你使用電池很頻繁,那么你應(yīng)該將電池放電到比較低(大約10~15%)再充電,但如果放電到連機(jī)器都開不了(0~1%),就屬于對鋰電池的有較大損傷的深度放電,一般來說每2個月做一次這樣的操作就可以了。如果你很少使用電池,那么只要每3個月進(jìn)行一次這樣的操作就可以了。
鋰電池的發(fā)展前景:
為了開發(fā)出性能更優(yōu)異的品種,人們對各種材料進(jìn)行了研究。從而制阿聯(lián)酋鋰電池公交車(荷蘭制造)造出前所未有的產(chǎn)品。比如,鋰二氧化硫電池和鋰亞硫酰氯電池就非常有特點(diǎn)。它們的正極活性物質(zhì)同時也是電解液的溶劑。這種結(jié)構(gòu)只有在非水溶液的電化學(xué)體系才會出現(xiàn)。所以,鋰電池的研究,也促進(jìn)了非水體系電化學(xué)理論的發(fā)展。除了使用各種非水溶劑外,人們還進(jìn)行了聚合物薄膜電池的研究。
鋰電池廣泛應(yīng)用于水力、火力、風(fēng)力和太陽能電站等儲能電源系統(tǒng),郵電通訊的不間斷電源,以及電動工具、電動自行車、電動摩托車、電動汽車、軍事裝備、航空航天等多個領(lǐng)域。
隨著二十世紀(jì)微電子技術(shù)的發(fā)展,小型化的設(shè)備日益增多,對電源提出了很高的要求。鋰電池隨之進(jìn)入了大規(guī)模的實(shí)用階段。
最早得以應(yīng)用的是鋰亞原電池,用于心臟起搏器中。由于鋰亞電池的自放電率極低,放電電壓十分平緩。使得起搏器植入人體長期使用成為可能。
鋰錳電池一般有高于3.0伏的標(biāo)稱電壓,更適合作集成電路電源,廣泛用于計(jì)算機(jī)、計(jì)算器、手表中。
鋰離子電池大量應(yīng)用在手機(jī)、筆記本電腦、電動工具、電動車、路燈備用電源、航燈、家用小電器上,可以說是最大的應(yīng)用群體。
















