解讀電動(dòng)車(chē)鋰離子電池五大正極材料及重要指標(biāo)

時(shí)間:2015-08-05 10:07來(lái)源:材料人網(wǎng) 作者:火凡
點(diǎn)擊:

  電池造商正在大力推廣電動(dòng)汽車(chē),如果他們不成功,將會(huì)發(fā)生什么呢?可能像20世紀(jì)90年代迅猛發(fā)展的燃料電池或過(guò)去十年發(fā)展起來(lái)的生物燃料一樣,如果沒(méi)有政府的大力補(bǔ)貼就無(wú)法生存下來(lái)。美國(guó)能源部也承認(rèn),鋰電池的一些關(guān)鍵參數(shù)無(wú)法滿足需求。較新的鎳氫電池,比鋰電池更便宜、更安全,也更適用于電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng),但由于研究較為成熟,研究工作無(wú)法得到政府資助。

  電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)中沒(méi)有理想的競(jìng)爭(zhēng)者,因此鋰電池仍然是一個(gè)很好的選擇。圖1示出了5種備選電池,其中鋰鎳錳鈷(NMC)電池、磷酸鋰電池和鋰錳電池具有一定的優(yōu)越性。在消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品中最流行的鈷酸鋰電池(未列出)這種最高的能量密度的“電腦電池”雖然被特斯拉和Smart Fortwo ED用作電動(dòng)車(chē)的電源,但由于其高昂的價(jià)格等劣勢(shì)并不適合大量應(yīng)用的在一般電動(dòng)車(chē)中。人們需要在安全性、比能量、成本和高溫性能等方面做出折衷的選擇。

  圖1比較了5種電池在安全性、比能量(也稱(chēng)為容量)、比功率(電池的大倍率充放電的能力)、電池的高低溫性能、壽命(包括使用壽命和儲(chǔ)存壽命)以及成本6個(gè)指標(biāo)的性能。但圖中沒(méi)有提及充電時(shí)間,如果有合適的電源插座可用,電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的所有電池都可以快速充電,超快速充電是個(gè)例外情況,不過(guò)大多數(shù)用戶還是能夠接受幾個(gè)小時(shí)的充電時(shí)間的。圖1 也沒(méi)有列出自放電性能——這是另一個(gè)需要重視的電池特性,在一般情況下,鋰電池自放電速率較低,如果電池是新的,自放電幾乎可以忽略不計(jì)。然而,因受熱引起的電池的老化會(huì)加速電池的自放電并引起電池管理上的問(wèn)題。在電動(dòng)汽車(chē)可選的電池類(lèi)型中,磷酸鋰電池比其他電池系統(tǒng)自放電速率都高。

解讀電動(dòng)車(chē)鋰離子電池五大正極材料及重要指標(biāo)

圖1 電動(dòng)車(chē)電池 挑戰(zhàn)、機(jī)遇及2020年展望

注:在軸線上形狀越向外延伸,電池就越好

  圖1中的五種電池的性能圖雖然不完全一樣,但是卻比較相似,沒(méi)有一種電池可以脫穎而出。 例如,NCA雖然具有高容量,但是在安全方面卻不敵磷酸鋰電池,但磷酸鋰電池容量很低。沒(méi)有完美的電池,汽車(chē)制造商就通過(guò)設(shè)計(jì)電池組合來(lái)彌補(bǔ)某方面性能的不足。因此電池制造商一般是根據(jù)訂單要求來(lái)設(shè)計(jì)電池,強(qiáng)化應(yīng)用所需的重要特性。下面是一個(gè)電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)中電池的幾個(gè)重要指標(biāo)。

解讀電動(dòng)車(chē)鋰離子電池五大正極材料及重要指標(biāo)

  安全性:是選擇電動(dòng)汽車(chē)電池的最重要的指標(biāo)之一。一次意外在媒體和輿論的放大下就可能使大眾否定這款電動(dòng)汽車(chē)。類(lèi)似的問(wèn)題在100年前也是發(fā)生過(guò)的,例如蒸汽引擎和汽油坦克爆炸。人們主要關(guān)心的就是電池的熱失控。用堅(jiān)固的配件及精心設(shè)計(jì)的安全電路應(yīng)該可以基本解決這個(gè)問(wèn)題,但仍然可能存在風(fēng)險(xiǎn)。電池經(jīng)過(guò)濫用和長(zhǎng)時(shí)間的使用后必須確保其安全性。

  壽命:反應(yīng)了電池的循環(huán)次數(shù)和儲(chǔ)存壽命。大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)的電池壽命可以保證汽車(chē)在使用8 - 10年內(nèi),充電一次能夠行駛160公里(約100英里)。電池老化引起的電池容量衰減是一個(gè)很?chē)?yán)重的問(wèn)題(尤其是在炎熱的氣候里)。而汽車(chē)制造商缺少用戶在不同的條件和氣候下電池的老化數(shù)據(jù)。因此廠商通常會(huì)增大電池組的尺寸來(lái)補(bǔ)償電池容量的損失,以保證汽車(chē)在規(guī)定年限內(nèi)能正常使用。

  電池的高低溫性能:反映了電動(dòng)車(chē)中的電池在極熱的夏天和很低的溫度下的性能。不像內(nèi)燃機(jī)能在大的溫度范圍內(nèi)正常工作,電動(dòng)汽車(chē)電池對(duì)溫度的要求比較高。當(dāng)車(chē)輛的動(dòng)力來(lái)源僅僅只有電池的時(shí)候,那調(diào)節(jié)電池的溫度、車(chē)內(nèi)部的加熱以及降溫所需要的能量也將都來(lái)自電池。

  比能量:即電池單位重量中含有的能量,反應(yīng)了汽車(chē)可行駛里程。人們清楚地認(rèn)識(shí)到,電池單位重量輸出的能量?jī)H占化石燃料的1%。 汽油1kg(1.4升0.37加侖)產(chǎn)能約12kWh,而1kg電池只有120Wh左右。但是我們要知道,電動(dòng)機(jī)效率高于90%,而內(nèi)燃機(jī)只有30%左右。盡管效率差這么大,電池的儲(chǔ)能能力不提高2-4倍是不可能和內(nèi)燃機(jī)相提并論的。

  比功率:與汽車(chē)的加速能力有關(guān),大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)電池比功率都不低。電動(dòng)機(jī)與相同馬力的內(nèi)燃機(jī)相比有更好扭矩比。

  成本:這是電動(dòng)汽車(chē)的主要劣勢(shì)。BCG預(yù)測(cè),很難將電池的目標(biāo)成本限定在$250-400/KWh。而且還有別的因素促使成本增加,比如規(guī)定安全保護(hù)電路,電池管理狀態(tài),環(huán)境溫度控制保持,和8-10年的保修期。這些因素導(dǎo)致電池的價(jià)格相當(dāng)于一臺(tái)非電動(dòng)汽車(chē)的價(jià)錢(qián),基本上電動(dòng)汽車(chē)的價(jià)錢(qián)要再翻一倍。

(責(zé)任編輯:admin)
文章標(biāo)簽:
免責(zé)聲明:本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn),與中國(guó)電池聯(lián)盟無(wú)關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實(shí),對(duì)本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時(shí)性本站不作任何保證或承諾,請(qǐng)讀者僅作參考,并請(qǐng)自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來(lái)源:XXX(非中國(guó)電池聯(lián)盟)”的作品,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問(wèn)題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的,請(qǐng)?jiān)谝恢軆?nèi)進(jìn)行,以便我們及時(shí)處理。
QQ:503204601
郵箱:cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜歡
  • 萬(wàn)鋼:解決電動(dòng)車(chē)?yán)锍虇?wèn)題不能只靠加電池

    1月14日在2017電動(dòng)車(chē)百人會(huì)上,全國(guó)政協(xié)副主席、科技部部長(zhǎng)萬(wàn)鋼發(fā)表了長(zhǎng)達(dá)1個(gè)小時(shí)的報(bào)告。他表示,中國(guó)新能源汽車(chē)保有量已達(dá)100萬(wàn)輛,占到世界的50%比重。 全國(guó)政協(xié)副主席、科技部部長(zhǎng)萬(wàn)鋼 眾所周知,由于政策調(diào)整,2016年新能源汽車(chē)銷(xiāo)量并未達(dá)到業(yè)界預(yù)期,但
    2017-01-16 09:56
  • 石墨烯與3D打印如何顛覆鋰離子電池行業(yè)?

    摘要: 在倍率性能測(cè)試中,發(fā)現(xiàn)LTO負(fù)極的倍率性能,要明顯低于LFP正極的倍率性能,這主要是兩個(gè)方面的原因造成的,首先LTO的電子電導(dǎo)率要低于LFP材料(6.1和31.6S/cm),其次LTO顆粒藥明顯大于LFP(200和50nm),這影響了Li+的擴(kuò)撒和電荷交換。 石墨烯和3D
    2016-12-29 15:22
  • 沃爾沃發(fā)布納米材料新電池 電動(dòng)車(chē)將減重15%

    [摘要]沃爾沃在汽車(chē)電池輕量化技術(shù)上取得巨大突破,這種神奇的電池將在很大程度上改善電動(dòng)車(chē)的綜合性能。
    2016-05-18 17:19
  • 日企研制電動(dòng)車(chē)用鋰電池高耐熱技術(shù) “告別”冷卻系統(tǒng)

    日本大金工業(yè)和日本高度紙工業(yè)聯(lián)合研制出用于電動(dòng)汽車(chē)的鋰電池高耐熱技術(shù)。新技術(shù)不需要電池冷卻系統(tǒng),在減少自身電力消耗的同時(shí)減輕了車(chē)體重量,一次充電行駛距離可提高30%40%。還可防止電池自燃事故,提高行車(chē)安全性。 現(xiàn)有車(chē)用鋰電池發(fā)電時(shí)因化學(xué)反應(yīng)而發(fā)
    2015-10-14 13:14
  • 純電動(dòng)車(chē)“續(xù)航焦慮”的克星:石墨烯等新概念電池

    自1780年,人類(lèi)發(fā)明了伽尼爾電池以來(lái),經(jīng)過(guò)200多年的技術(shù)進(jìn)化和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,電池已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品、通信設(shè)備以及汽車(chē)領(lǐng)域。自1881年,世界上第一輛以鉛酸電池為動(dòng)力的三輪車(chē)誕生開(kāi)始,鎳鎘、鎳氫、鋰離子、燃料等各種材料的電池也隨即誕生。 近年來(lái),純
    2015-09-18 09:23
  • 低速電動(dòng)車(chē):鋰電池比不上鉛酸電池?

    世界萬(wàn)物的運(yùn)行都有各自的道理,尤其是面對(duì)新生事物,如果不按照馬列主義的基本原理來(lái)分析和對(duì)待,實(shí)事求是地考慮問(wèn)題。那么,歷史的無(wú)數(shù)次經(jīng)驗(yàn)告訴我們,這種倉(cāng)促盲目決定的結(jié)果必然是要失敗的,我們整個(gè)共和國(guó)是要為此付出代價(jià)的。 近幾年從無(wú)到有,從作坊
    2015-09-16 13:31
  • “快充”or“慢充”誰(shuí)引領(lǐng)純電動(dòng)車(chē)升級(jí)

    一直以來(lái),純電動(dòng)汽車(chē)的充電路徑公認(rèn)有三種:普通充電、換電、快充。現(xiàn)在,換電模式逐步退出了市
    2015-08-19 09:31
  • 如何用舊電池解決電動(dòng)車(chē)充電問(wèn)題?

    駕 駛 電動(dòng)汽車(chē) 有很多的好處:更加安靜和平穩(wěn)的駕駛體驗(yàn),扭力帶來(lái)更好的推背感,無(wú)需購(gòu)買(mǎi)比電力貴很多的汽油,并能行駛在一些特殊車(chē)道上,當(dāng)然無(wú)需燃燒化石燃料也降低了環(huán)境污染。 但是為汽車(chē)充電肯定會(huì)是一件很痛苦的事情。除了在自己的車(chē)庫(kù)充電外,如果
    2015-07-22 11:24
  • 智能電動(dòng)車(chē) 認(rèn)真做可以讓世界更美好

    前段時(shí)間,智能電動(dòng)踏板車(chē)小牛n1一下子就火了起來(lái)。這輛號(hào)稱(chēng)采用松下18650電池、實(shí)現(xiàn)百公里續(xù)航、博世定制電機(jī)以及兼具優(yōu)雅簡(jiǎn)約設(shè)計(jì)的電動(dòng)踏板車(chē),似乎聽(tīng)上去還有點(diǎn)意思。正好它們有在tcsh國(guó)際創(chuàng)新峰會(huì)上展出,所以我特意前往參觀了一下真車(chē),還對(duì)其ceo胡依
    2015-06-18 09:58
  • 儲(chǔ)能系統(tǒng)中的鋰離子電池應(yīng)用

    水,食品和能源,是三個(gè)對(duì)人類(lèi)生存最重要的主題。水,食品是基本要素,而如今我們很多的技術(shù)人員開(kāi)始專(zhuān)注于后者,因?yàn)闆](méi)有后者,就不可能有今天地球上數(shù)量超過(guò)70億的人類(lèi)。人們對(duì)能源的關(guān)注正在著眼于可再生能源+存儲(chǔ)。 儲(chǔ)能系統(tǒng)是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)?稍偕
    2015-06-17 14:45
專(zhuān)題
相關(guān)新聞
  • 萬(wàn)鋼:解決電動(dòng)車(chē)?yán)锍虇?wèn)題不能只靠加電池

    1月14日在2017電動(dòng)車(chē)百人會(huì)上,全國(guó)政協(xié)副主席、科技部部長(zhǎng)萬(wàn)鋼發(fā)表了長(zhǎng)達(dá)1個(gè)小時(shí)的報(bào)告。他表示,中國(guó)新能源汽車(chē)保有量已達(dá)100萬(wàn)輛,占到世界的50%比重。 全國(guó)政協(xié)副主席、科技部部長(zhǎng)萬(wàn)鋼 眾所周知,由于政策調(diào)整,2016年新能源汽車(chē)銷(xiāo)量并未達(dá)到業(yè)界預(yù)期,但
    2017-01-16 09:56
  • 石墨烯與3D打印如何顛覆鋰離子電池行業(yè)?

    摘要: 在倍率性能測(cè)試中,發(fā)現(xiàn)LTO負(fù)極的倍率性能,要明顯低于LFP正極的倍率性能,這主要是兩個(gè)方面的原因造成的,首先LTO的電子電導(dǎo)率要低于LFP材料(6.1和31.6S/cm),其次LTO顆粒藥明顯大于LFP(200和50nm),這影響了Li+的擴(kuò)撒和電荷交換。 石墨烯和3D
    2016-12-29 15:22
  • 沃爾沃發(fā)布納米材料新電池 電動(dòng)車(chē)將減重15%

    [摘要]沃爾沃在汽車(chē)電池輕量化技術(shù)上取得巨大突破,這種神奇的電池將在很大程度上改善電動(dòng)車(chē)的綜合性能。
    2016-05-18 17:19
  • 日企研制電動(dòng)車(chē)用鋰電池高耐熱技術(shù) “告別”冷卻系統(tǒng)

    日本大金工業(yè)和日本高度紙工業(yè)聯(lián)合研制出用于電動(dòng)汽車(chē)的鋰電池高耐熱技術(shù)。新技術(shù)不需要電池冷卻系統(tǒng),在減少自身電力消耗的同時(shí)減輕了車(chē)體重量,一次充電行駛距離可提高30%40%。還可防止電池自燃事故,提高行車(chē)安全性。 現(xiàn)有車(chē)用鋰電池發(fā)電時(shí)因化學(xué)反應(yīng)而發(fā)
    2015-10-14 13:14
  • 純電動(dòng)車(chē)“續(xù)航焦慮”的克星:石墨烯等新概念電池

    自1780年,人類(lèi)發(fā)明了伽尼爾電池以來(lái),經(jīng)過(guò)200多年的技術(shù)進(jìn)化和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,電池已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品、通信設(shè)備以及汽車(chē)領(lǐng)域。自1881年,世界上第一輛以鉛酸電池為動(dòng)力的三輪車(chē)誕生開(kāi)始,鎳鎘、鎳氫、鋰離子、燃料等各種材料的電池也隨即誕生。 近年來(lái),純
    2015-09-18 09:23
  • 低速電動(dòng)車(chē):鋰電池比不上鉛酸電池?

    世界萬(wàn)物的運(yùn)行都有各自的道理,尤其是面對(duì)新生事物,如果不按照馬列主義的基本原理來(lái)分析和對(duì)待,實(shí)事求是地考慮問(wèn)題。那么,歷史的無(wú)數(shù)次經(jīng)驗(yàn)告訴我們,這種倉(cāng)促盲目決定的結(jié)果必然是要失敗的,我們整個(gè)共和國(guó)是要為此付出代價(jià)的。 近幾年從無(wú)到有,從作坊
    2015-09-16 13:31
  • “快充”or“慢充”誰(shuí)引領(lǐng)純電動(dòng)車(chē)升級(jí)

    一直以來(lái),純電動(dòng)汽車(chē)的充電路徑公認(rèn)有三種:普通充電、換電、快充。現(xiàn)在,換電模式逐步退出了市
    2015-08-19 09:31
  • 如何用舊電池解決電動(dòng)車(chē)充電問(wèn)題?

    駕 駛 電動(dòng)汽車(chē) 有很多的好處:更加安靜和平穩(wěn)的駕駛體驗(yàn),扭力帶來(lái)更好的推背感,無(wú)需購(gòu)買(mǎi)比電力貴很多的汽油,并能行駛在一些特殊車(chē)道上,當(dāng)然無(wú)需燃燒化石燃料也降低了環(huán)境污染。 但是為汽車(chē)充電肯定會(huì)是一件很痛苦的事情。除了在自己的車(chē)庫(kù)充電外,如果
    2015-07-22 11:24
本月熱點(diǎn)
歡迎投稿
聯(lián)系人:王女士
Email:cbcu#cbcu.com.cn
發(fā)送郵件時(shí)用@替換#
電話:010-53100736
在線投稿
企業(yè)微信號(hào)
微信公眾號(hào)