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三元鋰離子電池為何會成為動力電池的新星?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年05月17日  

三元聚合物鋰離子電池是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2)三元正極材料的鋰離子電池,三元復合正極材料前驅體產品,是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料,里面鎳鈷錳的比例可以根據實際要調整。


安全性是重中之重


王世虎說:關于鋰離子電池的安全必須重視,三元鋰離子電池的特點是能量密度大,電壓更高,所以同樣重量的電池組電池容量更大,車子跑的距離也就更遠,速度也能更快。但是其弱點在于穩點性較差,假如內部短路或是正極材料遇水,都會有明火出現。所以一般18650電池都會有一層鋼殼保護,由于特斯拉的電池組是由7000塊左右的18650電池組合而成,所以,雖然特斯拉給電池組進行了全方位的保護,但是在極端的碰撞事故中,起火隱患還是有的。


磷酸鐵鋰離子電池則要穩定許多,電池板就算是穿刺、短路也不會爆炸燃燒,遭到350℃的高溫也不會起火(三元鋰離子電池在180-250℃就扛不住了)。所以在安全性能上,磷酸鐵鋰離子電池略勝一籌。


王世虎說:正因為三元鋰材料有這樣的安全隱患,所以廠商也在努力往抑制出現事故的方向走。根據三元鋰材料容易熱解的特性,安徽創合鋰電在過充保護(OVP)、過放保護(UVP)、過溫保護(OTP)、過流保護(OCP)這幾個環節上都會下不少的功夫。


創合鋰電之所以關于安全性有信心,就是因為我們有一整套電池管理系統,能夠將活性更高的三元鋰離子電池管理地更好。當然,伴隨著越來越多的電池公司、車企還有專業的電池管理公司在這個領域的不斷研發,更多的公司也能做到優秀的電池管理,將安全性大大提升。


在這里,不得不說國家政策關于行業的指導性也是非常明確。2017年三月一日,中央四部委印發了《促進汽車動力鋰電池產業發展行動方法》通知,明確指出了將提高電池比能量作為今后的重點發展目標之一。


以下三點為重點:


1.到2020年,鋰離子動力鋰電池單體比能量大于300Wh/kg;系統比能量爭取達到260Wh/kg;成本小于1元/瓦時;使用環境達-30℃到55℃;具備3C充電能力。


2.到2025年,單體比能量達500Wh/kg。


3.力爭實現單體電池350Wh/kg、系統260Wh/kg的鋰離子電池產品產業化和整車應用。


事實上,正是由于這個發展方向,三元鋰離子電池的春天才算是真正到來,因為磷酸鐵鋰在單體能量密度上可以突破的空間不大,而三元鋰離子電池的潛力則還未充分挖掘出來。


有關電池壽命的問題


王世虎關于創合鋰離子電池壽命做出詳細解釋:三元鋰離子電池的理論壽命是2000次充放電循環,但在實際使用中,當進行900次的充放電循環后,電池容量就基本衰減到了55%。也就是說充滿電只能跑原來里程的一半。但假如每次電池充放電都控制在0%-50%或者25%-75%的循環中工作,結合創合鋰電優秀的電池管理系統,即使經過3000次的充放電循環,電池容量基本還能能夠保持在70%左右。


而磷酸鐵鋰離子電池循環壽命也在2000次以上,標準充電(5小時率)使用,可達到2000次的循環性。不過,磷酸鐵鋰離子電池有一個致命的缺點,那就是低溫性能較差,即使將其納米化和碳包覆也沒有解決這一問題。研究表明,一塊容量為3500mAh的電池,假如在-10℃的環境中工作,經過不到100次的充放電循環,電量將急劇衰減至500mAh,基本就報廢了。所以在北方,這種電池的工況實在是讓人擔憂的。王世虎關于磷酸鐵鋰的優劣總結。


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