幾種常見鋰電池正極材料的對比
來源：寶鄂實業(yè)
2019-10-20 21:25
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如果我想用兩個字來評價目前汽車動力鋰電池，評價就是兩個字：飛青！沒有什么廢話。一開始見。目前，汽車界主要有三大鋰電池團(tuán)伙，分別是：磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池和三元材料電池。前者主要流向中國，而后者則流向島國和梆子國。幫派力量的危險程度取決于單位體積的能量密度。（附言：江湖上俗稱的鋰電池其實是鋰離子電池。廟黃正極鋰電池實際上是一種以金屬鋰為負(fù)極，不能充電的電池。由于其高風(fēng)險性，在日常電子產(chǎn)品中很少使用。）
為什么鋰電池是自命不凡的？
一。電池的工作溫度比較苛刻
目前，鋰電池的工作溫度范圍為-20℃~60℃。以我國普及率最高的磷酸鐵鋰為例，零度以下的鋰電池很難充電。充電后，鋰電池在0℃時的容量保持率約為60-70%，-10℃時為40-55%，-20℃時為20-40%。當(dāng)電池的環(huán)境溫度超過60℃時，隨著電池溫度的升高，會出現(xiàn)燃燒過熱和爆炸的危險。也就是說，電池控溫和電控不好的鋰電池電動車，冬天到東三省時成了“病貓”，夏天到吐魯番時成了“爆包”。在目前一些電動車的電池功率銘牌上標(biāo)稱最大容量的情況下，將標(biāo)示最佳充電溫度，一般在20°C和25°C之間，這意味著電池在二次充電溫度下能夠在最短的時間內(nèi)達(dá)到最大容量。
目前，汽車制造商在控制電池溫度方面有輔助冷卻系統(tǒng)，并根據(jù)電池溫度的監(jiān)控來決定是否打開冷卻系統(tǒng)。當(dāng)放電環(huán)境惡劣，冷卻系統(tǒng)不能有效解決電池溫度過高的問題時，電子控制系統(tǒng)中的保護(hù)電路將通過溫度傳感器采集的閾值來決定是否閉合電路。防止高溫造成安全隱患。一般廠家會采用兩種閾值信號，一種是報警溫度，提醒司機(jī)電池溫度過高，盡量減少電池負(fù)荷。另一個是臨界溫度。系統(tǒng)被迫切斷保護(hù)。（一般廠家的高溫報警器設(shè)置在45℃，當(dāng)達(dá)到58℃時，開關(guān)斷開）同時，為了解決低溫充電和低容量的問題，多數(shù)廠家采用樹脂材料包裹和保溫的策略。
關(guān)于耐熱性。目前磷酸鐵鋰的峰值可達(dá)350℃~500℃，相對安全，而錳酸鋰和鈷酸鋰的峰值只有200℃左右。因此，目前市場份額最大的鈷酸鋰（特斯拉使用的18650鋰電池）因其潛在的安全問題而飽受詬病。
2。避免過度沖洗和過度
在江湖上，無論是混裝的還是不知名的鋰離子電池，都非常害怕過充和過放電。過充時，過多的嵌鋰離子會永久固定在晶格中，無法再釋放，導(dǎo)致電池壽命短。過放電會導(dǎo)致鋰離子發(fā)生不可逆的電化學(xué)反應(yīng)，過多的鋰離子會被去除，從而導(dǎo)致晶格坍塌。一旦放電電壓低于2.7V，電池可能報廢。同時，鋰離子電池對充電有很高的要求。為了保證充電安全，需要精確的充電電路。終端充電電壓的精度公差為額定值的±1%（例如，對于4.2V鋰離子電池，公差為±0.042V）。過電壓充電會對鋰離子電池造成永久性損壞。
3、電池存在一致性問題影響整體性能
由于動力電池是由多個單體電池串并聯(lián)組成的電池組，單體電池的短路或者過放電等都會影響整體電池的輸出。所以電池具有木桶效應(yīng)，循環(huán)壽命和整體性能很難達(dá)到理論值。只有在電池性能高度一致時，壽命發(fā)揮才能接近單體電池的水平。而在現(xiàn)有的條件下，由于原材料工藝復(fù)雜難以把握、工藝制作及流程的控制不夠精細(xì)、加工設(shè)備自動化程度不夠高等原因，制作出來的電池一致性不佳，進(jìn)而影響到電池的使用性能和整體壽命。
這三點(diǎn)是目前鋰離子電池的共性問題，所以鋰離子電池就像個矯情的小公舉，使起性子來就得“大保健”伺候著。但是不同的鋰離子電池中也存在差異性。我們通過一張表格來對比一下：
從表中我們可以看出，目前的鋰離子電池在某些方面都存在明顯的短板。而鈷酸鋰因為其較高的能量密度和較小的電池體積，在商用動力電池領(lǐng)域占有較高的份額。但是其較高的價格和不耐高溫的安全性問題則一直被詬病。磷酸鐵鋰雖然循環(huán)次數(shù)高，價格相對較低，比能容也已經(jīng)接近了鈷酸鋰的水平，但是因為它振實密度較低，電池尺寸較大，耐低溫性能差，而且電池一致性較差（生產(chǎn)自動化程度低、實際會影響比能容和循環(huán)壽命），所以一直不能較好的運(yùn)用到小型乘用車上。對于尺寸和重量較為敏感的小型乘用車來說，鈷酸鋰和三元鋰依然是目前的首選。
說兩點(diǎn)題外的東西。啥意思呢？看完大家可以自行思考：
鋰?yán)与姵氐暮诵闹R產(chǎn)權(quán)國際專利大多數(shù)都是美國、加拿大和日本的，專利情況如下：磷酸鋰鐵技術(shù)的核心專利由美國的A123（A123破產(chǎn)后被中國萬向收購）、Valence和加拿大的Phostech籠斷了技術(shù)市場； 三元鋰電池專利則有一家美國的公司籠斷了世界技術(shù)市場。
關(guān)于電動車?yán)m(xù)航里程問題，目前國內(nèi)市面在售自主品牌電動車的最大續(xù)航里程，很多都是標(biāo)稱等速60km/h的工況下測定的，實際綜合續(xù)航里程要大打折扣。即便標(biāo)稱的綜合里程，也是在NEDC的四城市路譜工況下測定的，而由于滾阻系數(shù)又可調(diào)，所以你懂的····
