锂电池有何特性?
来源:宝鄂实业
2019-11-18 15:46
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锂电池特性
通常来说,目前市面上绝大多数的电动汽车、甚至是电子数码产品,使用的都是锂离子电池,也就是我们常说的锂电池。而常见的电动汽车锂电池主要以磷酸铁锂、锰酸锂和三元锂电池为主。
锂电池与我们常见的电池一样,也分为正负两极,其中所有的锂离子都被保存到正极,而负极则是由石墨(碳)组成。在正负两极之间则包括了电解液和隔膜。而锂电池的放电过程就是锂离子从负极到正极的移动过程,而通过锂电池的放电来为各种设备提供运行所需的电能,也包括我们要说的电动汽车。
需要注意的是,锂电池的正极并不是由单纯的金属锂组成,由于锂元素在空气中极不稳定,因此通常来说锂电池正极都是由包含锂元素的化合物组成。而这种化合物也就是我们今天要给大家介绍的重点“目标”。
在低温环境下,电动汽车续航变短主要是因为极低的温度会对锂化合物活性产生影响。而目前锂电池中最常见的化合物为磷酸铁锂,另外还包括了锰酸锂等。而这些化合物在不同温度下的活性,就决定了我们的电动汽车锂电池在不同温度下的续航能力。
比如最常见的磷酸铁锂就具有相当好的耐高温特性,因此在20到40度的春夏具有最好的放电容量。但是到了北方的冬天,从图表中我们就能看到随着温度的降低,活性逐渐下降,放电容量也会逐渐变少。尤其是在零下20度这种东北比较常见的低温环境下,甚至会接近50%。而目前国内以比亚迪为首的绝大多数国产电动汽车都采用的是磷酸铁锂电池。
而另外一种锰酸锂化合物就和磷酸铁锂正好相反,它具有非常好的耐低温性,在零下20度左右的环境中依然可以具有非常高的活性,电池的续航能力也不会受到太大的影响。而采用锰酸锂电池最具代表性的车型就是在北美市场销量很大的入门级电动汽车日产Leaf。
但是磷酸铁锂和锰酸锂电池都具有各自的优缺点。虽然锰酸锂更耐低温,但是由于其能量密度低,因此会导致电池重量变得很大,大幅增加电动汽车的自重。而磷酸铁锂虽然在低温环境下放电容量会降低,但是由于其能量密度高,可以有效的降低电池的体积和重量。
因此到了特斯拉这样最顶级的电动汽车上,锂电池的成份更加复杂了一些,变成了加入钴元素的三元锂电池,这样做也是为了综合各种元素受到温度环境的影响而采取的一种最平衡的选择。但是三元锂电池同时也存在高温安全性差,且PH值过高易使单体胀气,进而引发危险,同时造价较高。而作为目前全球头号电动汽车厂商的特斯拉就成为了三元锂电池的忠实拥趸。
通常来说,目前市面上绝大多数的电动汽车、甚至是电子数码产品,使用的都是锂离子电池,也就是我们常说的锂电池。而常见的电动汽车锂电池主要以磷酸铁锂、锰酸锂和三元锂电池为主。
锂电池与我们常见的电池一样,也分为正负两极,其中所有的锂离子都被保存到正极,而负极则是由石墨(碳)组成。在正负两极之间则包括了电解液和隔膜。而锂电池的放电过程就是锂离子从负极到正极的移动过程,而通过锂电池的放电来为各种设备提供运行所需的电能,也包括我们要说的电动汽车。
需要注意的是,锂电池的正极并不是由单纯的金属锂组成,由于锂元素在空气中极不稳定,因此通常来说锂电池正极都是由包含锂元素的化合物组成。而这种化合物也就是我们今天要给大家介绍的重点“目标”。
在低温环境下,电动汽车续航变短主要是因为极低的温度会对锂化合物活性产生影响。而目前锂电池中最常见的化合物为磷酸铁锂,另外还包括了锰酸锂等。而这些化合物在不同温度下的活性,就决定了我们的电动汽车锂电池在不同温度下的续航能力。
比如最常见的磷酸铁锂就具有相当好的耐高温特性,因此在20到40度的春夏具有最好的放电容量。但是到了北方的冬天,从图表中我们就能看到随着温度的降低,活性逐渐下降,放电容量也会逐渐变少。尤其是在零下20度这种东北比较常见的低温环境下,甚至会接近50%。而目前国内以比亚迪为首的绝大多数国产电动汽车都采用的是磷酸铁锂电池。
而另外一种锰酸锂化合物就和磷酸铁锂正好相反,它具有非常好的耐低温性,在零下20度左右的环境中依然可以具有非常高的活性,电池的续航能力也不会受到太大的影响。而采用锰酸锂电池最具代表性的车型就是在北美市场销量很大的入门级电动汽车日产Leaf。
但是磷酸铁锂和锰酸锂电池都具有各自的优缺点。虽然锰酸锂更耐低温,但是由于其能量密度低,因此会导致电池重量变得很大,大幅增加电动汽车的自重。而磷酸铁锂虽然在低温环境下放电容量会降低,但是由于其能量密度高,可以有效的降低电池的体积和重量。
因此到了特斯拉这样最顶级的电动汽车上,锂电池的成份更加复杂了一些,变成了加入钴元素的三元锂电池,这样做也是为了综合各种元素受到温度环境的影响而采取的一种最平衡的选择。但是三元锂电池同时也存在高温安全性差,且PH值过高易使单体胀气,进而引发危险,同时造价较高。而作为目前全球头号电动汽车厂商的特斯拉就成为了三元锂电池的忠实拥趸。