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锂电池四大使用禁忌,明白这些,骑个六七年没问题!

来源:宝鄂实业    2019-03-11 12:12    点击量:
如今,电动车越来越趋于高端智能化的方向发展。电动车研发制造技术在不断进步,电动车制作工艺也日渐成熟。但是有一项弊病,却一直制约着电动车的发展,那就是电池!
 
随着新国标的出台,锂电池时代已经到来。市场上电动车锂电池主要分三大类,第一三元锂(目前使用最多),第二磷酸铁锂,第三钛酸锂。那么,使用锂电池的使用到底有什么需要注意的呢?
 
 
第一温度,锂电池怕高温。长期在过热的环境下,会大幅缩减锂电池的寿命,严重的则由内压增大引发爆炸,即使没有爆炸,锂电池也会在高热中迅速报废,大部分原因就是因为其工作环境的高温所导致的。
 
第二大电流,比如18650电芯是3C放电,你电动车是8000W的,用的电芯低于你的电动车放电电流,这样会导致锂电池温度过高,电流过大而寿命变短,还会出现鼓包报废的情况,如果你的电动车功率非常大,速度非常快,建议选择10C电流的18650电芯,这样选择合适的电芯显然非常重要!
 
 
第三满电存放,三元锂电满电是4.35V,目前市面上的保护板都是4.2V就截止充电,所以很多人买到电动车锂电池都说没有标称的容量多,其实就是这个原因,一般长时间存放电动车锂电池,充满半分之50的电视最好的,比如你买新手机,很多都是开机百分之50的电量。如果满电存放时间长,会让锂电池容量减少。磷酸铁锂和钛酸锂除外,这两种是可以满电存放的,还需要注意的就是选择品质较好的保护板,锂电池最大的禁忌就是过冲过放,三元锂一次过放就报废,过冲必定鼓包也报废。
 
 
第四合适的充电设备,在充放电的时候也要充电器的电流和用电器的一般电流负载在规定范围之内,过高的电流负载极易引起电池的内部短路,从而破坏锂离子,引发电路的安全隐患。同理,对于充电式的充电器电压,道理也是一样的。所以我们在使用充电器的时候也要注意看看充电器到底是否合格。
走进位于张北县的国家风光储输示范电站,可以看到在绿色的草原上,一排排高高耸立的白色风力发电机和闪闪发光的蓝色光伏板交相辉映。
 
这里是我国最大的风光储输示范工程,采用世界首创的风光储输联合发电建设思路和技术路线,是集风电、光伏、储能装置和智能输电“四位一体”的新能源综合性示范工程。
 
这个电站可以将“难预测、难控制、难调度”的风、光资源“储存”起来,并转化为优质可靠的绿色电能输入电网,并能在“平滑波动”和“削峰填谷”运行模式间灵活切换,在失去外部电网供电的情况下,储能电站可通过内部自启动能力,保持电网正常运行。
 
发展储能技术是促进新能源发电、提高电网安全稳定性的关键核心技术之一。在各种类型的电化学储能技术中,钛酸锂电池具有循环寿命长、安全性能好等特点,很好的契合了电网储能的应用场景,但钛酸锂电池的高成本却不利于规模化储能应用。
 
对此,中国电力科学研究院联合多家单位,共同组建了“储能用低成本钛酸锂电池研制及系统集成技术开发与应用”项目组。经过多年研究,项目组针对储能应用需求,在原有钛酸锂电池的基础上提出了满足储能应用需求的钛酸锂电池材料体系及生产工艺重构原则与技术方案,研发出亚微米级钛酸锂材料。项目研制的储能用钛酸锂电池保持了长寿命本征特性的同时,成本大幅下降。在2017年北京市科学技术奖评选中,该项目获得二等奖。
 
新能源的下一个风口
 
储能被认为是新能源的下一个风口。作为未来推动新能源产业发展的前瞻性技术,储能产业在新能源并网、新能源汽车、智能电网、微电网、分布式能源系统、家庭储能系统等方面都将发挥巨大作用。
 
“之所以发展储能,是因为光伏和风力发电,是间歇的、不稳定的,因此需要储能系统的配合,才能提供稳定可靠的电力。”中国电力科学研究院储能电池本体研究室主任杨凯告诉记者。
 
采用大规模储能技术,可促进可再生能源发展、提高电网安全和稳定性、改善供电质量、有效缓解用电供需矛盾。
 
大规模储能系统贯穿电力系统发、输、配、用的各个环节,其应用既能提升传统电力系统的性能,也将给电网的规划、设计、布局、运行管理以及使用等带来革命性的变化,从这个意义上讲,储能技术是具有国家战略意义的技术制高点,发展储能技术其实就是“存储未来”。
 
锂离子电池里的一朵“奇葩”
 
据了解,储能技术主要分为机械储能、电化学储能、电磁储能和相变储能等。近几年,以锂离子电池为代表的电化学储能技术具有能量规模大、选址灵活、响应速度快等特点,符合电力系统技术需求和智能电网发展趋势,被各国研究机构作为研究重点,成为发展最快的电力系统储能技术。锂离子电池是一种“摇椅电池”,正负极由两种可多次脱嵌锂的化合物或单质组成。充电时,正极材料脱锂,锂离子进入电解液穿过隔膜嵌入负极,正极发生氧化反应,放电时则相反。
 
锂离子电池技术随着电池电极材料的研究一直处于快速发展的状态,目前已经从钴酸锂电池拓展到了三元系、锰酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂等多种电池体系并存。以钛酸锂为负极的新型锂离子电池,突破了石墨作为负极的固有局限性,性能显著优于传统的锂离子电池,成为最具应用前景的储能电池之一。为此,杨凯向记者介绍了钛酸锂电池能够脱颖而出的四大优点:
 
安全稳定性好。由于钛酸锂负极材料嵌锂电位高,在充电的过程中避免了金属锂的生成和析出,又因其平衡电位高于绝大部分电解质溶剂的还原电位,不与电解液反应,不形成固—液界面钝化膜,避免了很多副反应的发生,从而大大的提高了安全性。“储能电站和电动汽车一样,安全稳定性是最为重要的指标。”杨凯说。
 
快充性能优异。充电时间太长一直是电动汽车发展过程中难以跨越的障碍。一般采用慢充的纯电动公交车,充电时间至少要4个小时以上,很多纯电动乘用车的充电时间更是长达8个小时。而钛酸锂电池十分钟左右即可充满,较传统的电池有了质的飞跃。
 
循环寿命长。与传统锂离子电池普遍采用的石墨材料相比,钛酸锂材料在充放电嵌脱锂过程中,骨架结构几乎不发生收缩或膨胀,被称为“零应变”材料,避免了一般电极材料脱/嵌锂离子时晶胞体积应变而造成的电极结构损坏的问题,因而具有非常优异的循环性能。根据实验数据测定,普通磷酸铁锂电池循环寿命平均为4000—6000次,而钛酸锂电池的循环寿命可达25000次以上。
 
耐宽温性能良好。一般电动汽车在-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-40℃到70℃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。
 
正是基于以上这些优势,钛酸锂电池成为锂离子电池技术发展征程上一朵耀眼的“奇葩”。
 
技术重构降低成本
 
最初的钛酸锂电池是以满足电动汽车动力电池需求而开发的,虽然国际上先进的钛酸锂电池企业已经开始涉足电力储能领域,但还没有出现专门为规模储能应用设计开发的钛酸锂电池。
 
“钛酸锂电池在规模应用中面临的主要问题是成本问题,项目研发之初,其价格是磷酸铁锂电池价格的4—6倍。”杨凯说,钛酸锂电池价格居高不下,虽然性能显著优于现有锂离子电池,但是经济性因素极大的限制了钛酸锂电池的市场推广。
 
因此,钛酸锂电池要实现大规模储能应用,需要在现有的电动汽车用钛酸锂电池的基础上进行技术重构,包括材料体系、电池设计、生产工艺等方面的技术重构,在保证钛酸锂电池长寿命本征特性的同时,大幅降低成本。
 
“我们不是平地起高楼,而是在电动汽车用钛酸锂电池技术基础之上,以满足储能应用需求为目标,对电动汽车用钛酸锂电池技术进行了技术重构。”杨凯说。
 
任何技术都不可能面面俱到,只需要找到各项技术指标间的平衡点。
 
“储能电池对倍率要求并不太高,放电倍率只需达到5C。”杨凯表示,“储能电池一般都放在房间里,温度相对恒定,对温度适应性的要求也不用太高。”“放弃一些性能,选择低成本,成为最重要的选择。”