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选购电动车电池时我们应该关注哪些方面?

来源:宝鄂实业    2019-03-29 14:34    点击量:
磷酸铁锂电池的全名是磷酸铁锂锂离子电池,这名字太长,简称为磷酸铁锂电池。由于它的性能特别适于作动力方面的应用,则在名称中加入“动力”两字,即磷酸铁锂动力电池。也有人把它称为“锂铁(LiFe)动力电池”。
 
意义
 
截止本人增补此词条(2013年4月24日),金属交易市场,钴(Co)最贵,并且存储量不多,镍(Ni)、锰(Mn)较便宜,而铁(Fe)最便宜。正极材料的价格也与这些金属的价格行情一致。因此,采用LiFePO4正极材料做成的锂离子电池应是最便宜的。它的另一个特点是对环境无污染。
 
作为充电电池的要求是:容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流充放电、电化学稳定性能、使用中安全(不会因过充电、过放电及短路等操作不当而引起燃烧或爆炸)、工作温度范围宽、无毒或少毒、对环境无污染。采用LiFePO4作正极的磷酸铁锂电池在这些性能要求上都不错,特别在大放电率放电(5~10C放电)、放电电压平稳上、安全上(不燃烧、不爆炸)、寿命上(循环次数)、对环境无污染上,它是最好的,是目前最好的大电流输出动力电池。
 
结构与工作原理
 
LiFePO4电池的内部结构如图1所示。左边是橄榄石结构的LiFePO4作为电池的正极,由铝箔与电池正极连接,中间是聚合物的隔膜,它把正极与负极隔开,但锂离子Li+可以通过而电子e-不能通过,右边是由碳(石墨)组成的电池负极,由铜箔与电池的负极连接。电池的上下端之间是电池的电解质,电池由金属外壳密闭封装。
 
LiFePO4电池在充电时,正极中的锂离子Li+通过聚合物隔膜向负极迁移;在放电过程中,负极中的锂离子Li+通过隔膜向正极迁移。锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回迁移而命名的。
 
主要性能
 
LiFePO4电池的标称电压是3.2V、终止充电电压是3.6V、终止放电压是2.0V。由于各个生产厂家采用的正、负极材料、电解质材料的质量及工艺不同,其性能上会有些差异。例如同一种型号(同一种封装的标准电池),其电池的容量有较大差别(10%~20%)。
 
磷酸铁锂动力电池主要性能列于表1。为了与其他可充电电池的相比较,也在表中列出其他种类可充电电池性能。这里要说明的是,不同工厂生产的磷酸铁锂动力电池在各项性能参数上会有一些差别;另外,有一些电池性能未列入,如电池内阻、自放电率、充放电温度等。
 
磷酸铁锂动力电池的容量有较大差别,可以分成三类:小型的零点几到几毫安时、中型的几十毫安时、大型的几百毫安时。不同类型电池的同类参数也有一些差异。这里再介绍一种目前应用较广的小型标准圆柱形封装的磷酸铁锂动力电池的参数。其外廓尺寸:直径为18mm、高650mm(型号为18650),其参数性能如表2所示。
 
过放电到零电压试验
 
采用STL18650(1100mAh)的磷酸铁锂动力电池做过放电到零电压试验。试验条件:用0.5C充电率将1100mAh的STL18650电池充满,然后用1.0C放电率放电到电池电压为0C。再将放到0V的电池分两组:一组存放7天,另一组存放30天;存放到期后再用0.5C充电率充满,然后用1.0C放电。最后比较两种零电压存放期不同的差别。
 
试验的结果是,零电压存放7天后电池无泄漏,性能良好,容量为100%;存放30天后,无泄漏、性能良好,容量为98%;存放30天后的电池再做3次充放电循环,容量又恢复到100%。
钛酸锂电池和磷酸铁锂电池包哪个好?就动力电池而言,目前,三元锂电池和磷酸铁锂电池包以及钛酸锂电池在电动车领域都有应用。磷酸铁锂电池,由于安全性能稳定、高温性能好、重量轻等优势,越来越多的活跃在电动客车市场。那么,钛酸锂电池和磷酸铁锂电池包哪个好?本文存能电气小编整理了一些资料供大家阅读。
 
钛酸锂电池和磷酸铁锂电池包的对比:
 
 钛酸锂电池:
 
钛酸锂电池是一种用作锂离子电池负极材料-钛酸锂,可与锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂等正极材料组成2.4V或1.9V的锂离子二次电池。此外,它还可以用作正极,与金属锂或锂合金负极组成1.5V的锂二次电池。普通的钛酸锂电池容易发生胀气,导致电芯鼓包,电性能也会大幅下降,极大地降低了钛酸锂电池的理论循环寿命。
 
钛酸锂电池优点:
 
 
1、安全稳定性好
 
钛酸锂的电势比纯金属锂的电势高,不易产生锂晶枝,放电电压平稳,而且,因此提高了锂电池的安全性能。钛酸锂电池进行测试发现,在针刺、挤压、短路等严苛测试下,不冒烟、不起火、不爆炸,安全性远高于其他锂电池。
 
2、快充性能优异
 
与碳负极材料相比,钛酸锂电池具有较高的锂离子扩散系数,可高倍率充放电。在大大缩短充电时间的同时,对循环寿命的影响较小,热稳定性也较强。钛酸锂电池十分钟左右即可充满。
 
3、循环寿命长
 
钛酸锂电池完全充放电循环次数可达3万次以上,在作为动力电池使用10年之后,可能还能作为储能电池再用20年。用户在实际使用中不用更换电池,几乎不增加后期成本。
 
4、耐宽温性能良好
 
一般电动汽车在零下10℃时充放电就会出现问题,钛酸锂电池耐宽温性能良好,耐用性强,在零下50℃到零上60℃均可正常充放电,无论是在冰封的北国,还是在炎热的南方,车辆都不会因电池“休克”而影响工作,消除了用户的后顾之忧。
 
综上钛酸锂电池的优势,能大幅节省充电站场地建设和人员配置成本等,更适合在公交领域的推广应用。
 
钛酸锂电池缺点:
 
钛酸锂电池负极采用钛酸锂,相比负极用石墨的主流锂电池,市场份额十分小众。
 
能量密度低,成本高。特别是能量密度低是因为负极材料钛酸锂的原理性能决定,很难有大的突破空间。
 
至于钛酸锂电池宣称的使用寿命长,更难被认证。电池寿命还受到正极材料、电解液、隔膜、使用温度等综合影响。
 
磷酸铁锂电池包:
 
磷酸铁锂电池包是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。其特色是不含钴等贵重元素,原料价格低且磷、铁存在于地球的资源含量丰富,不会有供料问题。其工作电压适中(3.2V)、单位重量下电容量大(170mAh/g)、高放电功率、可快速充电且循环寿命长,在高温与高热环境下的稳定性高。
 
磷酸铁锂电池包优点:
 
 
体积小,重量轻,锂电池包的体积是铅酸蓄电池体积的2/3,重量轻,只有铅酸蓄电池的1/3~1/4。
 
循环寿命长,磷酸铁锂电池包循环寿命有1200~2000次,但传统铅酸电池却只有500~900次。
 
充放电特性好,锂电池包充放电电能转换效率可大于97%,铅酸蓄电池充放电电能量转换效率约为80%左右。
 
安全环保,磷酸铁锂材料不含任何重金属与稀有金属,无毒,无论在生产及使用中均无污染,符合欧洲RoHS规定,为绿色环保电池锂电池。在穿刺、挤压、过充、短路等实验中,不爆炸、不起火。
 
无记忆效应,电池可以随时充放电。
 
工作温度范围宽广,磷酸铁锂电池包热峰值可达350℃-500℃,而铅酸电池只在200℃左右。
 
磷酸铁锂电池包缺点:
 
磷酸铁锂电池存在一些性能上的缺陷,如振实密度与压实密度很低,导致锂离子电池的能量密度较低;材料的制备成本与电池的制造成本较高,电池成品率低,一致性差;产品一致性差;知识产权问题。
 
钛酸锂电池和磷酸铁锂电池包哪个好?
 
在纯电动汽车领域,电池多为磷酸铁锂电池包或者三元锂电池,而近来格力欲收购的银隆客车,其核心竞争力则是另辟蹊径的钛酸锂电池。国内汽车厂商应用比较多的还是三元锂电池、磷酸铁锂电池包。钛酸锂电池目前还未规模化。并且钛酸锂电池价格高(生产成本高,湿度控制要求高),每瓦时9元左右,与磷酸铁锂电池、三元锂电池每瓦时2元左右的差距也是很大的。
 
钛酸锂电池未来市场空间将十分有限。钛酸锂电池做的企业少,将导致产业整体研发投入少,从目前电池企业研发投入及规划投入看,也很少企业会重点发展钛酸锂电池。未来,磷酸铁锂电池包技术进步速度将超过钛酸锂电池。一般来说,电动车最好是用磷酸铁锂电池包,安全第一。