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电池知识

装同等重量的电池,磷酸铁锂电池和三元锂电池谁的续航能力更好?

来源:宝鄂实业    2019-05-18 20:03    点击量:

在国家补贴新政对能量和续航提出更高要求后,在小型乘用车领域,三元锂电池已经全面取代磷酸铁锂电池。

装同等重量的电池,磷酸铁锂电池可以行驶350公里,但是三元锂电池可以行驶500公里。此外,三元锂离子电池还可以通过不同的摩尔比,让电池呈现不同的特性,如333体系(镍钴锰比例1:1:1)、523体系(镍钴锰比例为5:2:3)、622体系(天际ME7用的就是万向622体系软包电芯)、811体系等。其中,第一个数据镍的占比越高,续航越高,但是成本更高,安全性也较低;最后的数据锰(或铝)的比例越高,续航偏低,成本更低。

在高密度、高续航的背后,必须承担镍化学性能活泼带来的安全隐患。连特斯拉Model X这样的技术领先产品,也曾在国内外多次发生电池组起火燃烧的事故。在动力电池的淘汰赛中,三元锂电池的安全性提升是至关重要的命题,也是每一个新能源车企必须解决的核心问题。在天际ME7上,我们也用自己的方式实现关于电池安全的承诺。

电芯:万向最新一代三元622体系软包电芯

  • 重量轻,容量大,安全性能好,电芯能量密度达258wh/kg
  • 通过USABC针刺测试EUCAR2,实现不冒烟,不起火,不爆炸、不漏液
  • 电芯符合国标GB/T 34013-2017和VDA标准模组,尺寸规范化

模组:采用VDA标准模组进行标准化开发

  • 模组生产为全新设计的自动化产线,模组从上料、成组、焊接、下线检测等均与设备自主完成,可有效的保证产品质量及一致性

Pack:上海捷新的电池集成

  • 具有主动热管理系统,低温加热充电、低温行驶加热、温度均衡、高温冷却、系统保温等功能,实现电池寿命和安全的最优策略
  • 电池系统具有电池状态监测,故障诊断处理、充放电保护、碰撞保护、绝缘保护,手动断电等多重安全保护

电池托架:陶瓷铝合金高强度电池托架

  • 强化剧烈碰撞情况下对动力电池组的防护能力,轻量化设计优化整车质量

磷酸铁锂电池也有其缺点:例如低温性能差,正极材料振实密度小,等容量的磷酸铁锂电池的体积要大于钴酸锂等锂离子电池,因此在微型电池方面不具有优势。而用于动力电池时,磷酸铁锂电池和其他电池一样,需要面对电池一致性问题。

单质铁的威胁

在磷酸铁锂制备时的烧结过程中,氧化铁在高温还原性气氛下存在被还原成单质铁的可能性。单质铁会引起电池的微短路,是电池中最忌讳的物质。这也是日本一直不将该材料作为动力型锂离子电池正极材料的主要原因。

性能缺陷

磷酸铁锂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。低温性能较差,即使将其纳米化和碳包覆也没有解决这一问题。磷酸铁锂型锂离子电池测试结果表明表明磷酸铁锂电池在低温下(0℃以下)无法使电动汽车行驶。尽管也有厂家宣称磷酸锂铁电池在低温下容量保持率还不错,但是那是在放电电流较小和放电截止电压很低的情况下,在这种状况下,设备根本就无法启动工作。

制造成本高

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。磷酸铁锂的纳米化和碳包覆尽管提高了材料的电化学性能,但是也带来了其它问题,如能量密度的降低、合成成本的提高、电极加工性能不良以及对环境要求苛刻等问题。尽管磷酸铁锂中的化学元素Li,Fe与P很丰富,成本也较低,但是制备出的磷酸铁锂产品成本并不低,即使去掉前期的研发成本,该材料的工艺成本加上较高的制备电池的成本,会使得最终单位储能电量的成本较高。

一致性差

产品一致性差。无论是从材料制备,还是从生产制造。都很难保证产品的一致性,且磷酸铁锂的电压平台较窄,更增加了电池的可观测性难度。

 

除此之外,我们还在积极探索和布局未来电池技术,比如更安全更高效的固态电池。天际汽车是同行业中率先布局固态电池技术的新能源整车企业,目前已和台湾辉能签订战略合作协议,按照目前的技术研发迭代进度,2021年天际汽车将在乘用车上逐步小批量使用固态电池,整车续航和安全能力将会得到极大提升。相信,届时关于动力电池的争议,会涌现更多更好的答案。


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