新能源汽車的動(dòng)力電池可以分為二次電池（包括鉛酸電池，鎳鎘電池，鎳氫電池，鋰電池）和燃料電池。

 

本期我們繼續(xù)將其細(xì)化，從鋰電池的分類入手，解析目前市場上動(dòng)力電池的主流技術(shù)路線。

 

 

工作原理

 

首先糾正一個(gè)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(duì)于新能源汽車來講，我們平時(shí)說的鋰電池，就是指鋰離子電池。

 

我們來看看鋰離子電池的工作原理，如下圖：

 

 

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(gè)部分組成：

 

電池充電時(shí)，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(dòng)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(shí)，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(dòng)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(shí)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。

 

各類型的化學(xué)成分，結(jié)構(gòu)以及主要性能比較如下：

 

 

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(dòng)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(dòng)力電池。為了彌補(bǔ)這個(gè)缺點(diǎn)，特斯拉運(yùn)用了號(hào)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(gè)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(jià)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(dòng)力汽車，但其缺點(diǎn)是能量密度一般。

 

最后是三元鋰電池，作為冉冉升起的新星，能量密度可達(dá)最高，但安全性相對(duì)較差。對(duì)于續(xù)航里程有要求的純電動(dòng)汽車，其前景更廣，是目前動(dòng)力電池主流方向。

 

下圖是今年7月特斯拉發(fā)布的MODEL 3，采用松下的21700型的三元（NCA）圓柱形的電池。

 

 

其實(shí)，動(dòng)力電池市場上，存在著中日韓三國巨頭的技術(shù)路線之爭，它們都在招兵買馬，拓展疆土，搶奪山頭，上演著所謂的“三國演義”。我們下期文章將會(huì)重點(diǎn)介紹，敬請(qǐng)期待。交流慢充樁主要有站立式和壁掛式，也有其他的安裝方式，總體上交流慢充樁有室內(nèi)的，也有室外的，室外的防護(hù)等級(jí)比較高一些。但是原理是一樣的，就是給車載充電機(jī)提供交流220V電壓。交流充電樁也可以稱為交流供電設(shè)備，除了供電設(shè)備還有電纜組件，即由線纜和供電插頭組成的連接裝置。電纜裝置中會(huì)有國標(biāo)要求的CC電阻值，供電裝置中也有控制引導(dǎo)模塊，可以根據(jù)連接狀態(tài)輸出CP信號(hào)。

 

 

二、車載充電機(jī)

 

車載充電機(jī)是將電網(wǎng)220V的交流電轉(zhuǎn)化為適合整車電壓平臺(tái)的高壓直流電。常見的車載充電機(jī)功率大部分都是6.4KW，峰值電流可以達(dá)到20A，其中交流最大允許單相輸入的是32A交流電流，因?yàn)檐囕d充電機(jī)也是有效率的，所以能給整車充電的功率大概就是6.4KW左右，一般國家電網(wǎng)的電壓在用電高峰期達(dá)不到220VAC，所以導(dǎo)致充電機(jī)輸出功率達(dá)不到額定功率。這個(gè)時(shí)候充電的時(shí)間會(huì)更長，但是交流慢充有利于延長動(dòng)力電池的壽命。如果不是有特別著急的事，使用交流慢充不失為一種明智的選擇。

 

三、動(dòng)力電池

 

動(dòng)力電池根據(jù)材料不同可以分為鉛酸蓄電池、三元鋰電池、氫鎳燃料電池等等，相比較而言鉛酸電池比較重，能力密度不高；三元鋰電技術(shù)成熟，能量密度比較高，目前市場普遍技術(shù)路線；氫鎳電池由于成本較高，所以難以推廣。鋰電池充電分為三個(gè)階段，涓流階段、恒流階段、恒壓階段、末端充電電流很低，大概就是5A左右，所以整車充電一般都是從30%充到80%就可以了，因?yàn)闀r(shí)間比較理想，從80%到100%這個(gè)過程依舊很長。