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电池知识

电容型磷酸铁锂动力电池有哪些特点?

来源:宝鄂实业    2019-05-19 20:09    点击量:

锂空气电池要想成为动力电池更加渺茫。它的比能量可以达到700瓦时/公斤,这样电动汽车里程就可以媲美燃油汽车,但是问题更多,且比锂硫电池问题更大,很可能是“远水解不了远渴”。

因此,我认为应该大力发展磷酸铁锂电池。

中国电力报:适用于增程式电动汽车的下一代电池又是怎样的?

杨裕生:增程式汽车第一代产品是在车上装了一个增程器,第二代产品是优化了电力系统、电池,电动机功率、电池体积都减半,车身重量减轻。第三代产品叫发电直驱增程式,即发电机发的电不经过电池组,直接供给电动机,这样更加节能,电池更少、寿命更长。

第三代增程式汽车的电池用量少,为了接受评测时发电机的性能,吸纳刹车初始时回馈的电能,下一代电池应该具有高倍率的充电能力。为此,我建议发展电容型磷酸铁锂电池。

电容型磷酸铁锂动力电池将是下一代动力电池。电容性锂离子电是在正极材料里面要加活性碳。这样,电池的倍率性提高、寿命延长、低温性能改善,充放电的电压能达到100多毫伏。我们观察发现,没有加碳的充放电的两根线的距离比较大,加了碳之后充放电的两根线的距离就大大缩小。这说明,电容在里面起了好的作用——活性炭承担了大部分电流,使得车辆启动和刹车时候免于大电流对磷酸铁锂材料的冲击。如此才能满足增程式汽车的运行需求。

1996年,德克萨斯大学发现磷酸盐可作为再充电锂电池的阴极材料。磷酸锂具有良好的电化学性能和低电阻。这是通过纳米级磷酸盐阴极材料实现的。主要优点是高额定电流和长循环寿命;良好的热稳定性,增强了安全性和对滥用的容忍度。

如果长时间保持在高电压下,磷酸锂对全部充电条件的耐受性更强,并且比其他锂离子系统的应力更小。缺点是,较低的3.2V电池标称电压使得比能量低于钴掺杂锂离子电池。对于大多数电池来说,低温会降低性能,升高储存温度会缩短使用寿命,磷酸锂也不例外。磷酸锂具有比其他锂离子电池更高的自放电,这可能会引起老化进而带来均衡问题,虽然可以通过选用高质量的电池或使用先进的电池管理系统来弥补,但这两种方式都增加了电池组的成本。电池寿命对制造过程中的杂质非常敏感,不能承受水分的掺杂,由于水分杂质的存在有些电池最短寿命只有50个循环。图9总结了磷酸锂的属性。

常用磷酸锂代替铅酸起动蓄电池。四个串联电池产生12.80V,与六个2V铅酸电池串联的电压相似。车辆将铅酸充电至14.40V(2.40V/电池)并保持浮充状态。浮充的用意在于保持完全充电水平并防止铅酸电池硫酸化。

通过串联四个磷酸锂电池,每个电池的电压均为3.60V,这是正确的满充电电压。此时,应该断开充电,但驾驶时继续充电。磷酸锂容忍一些过度充电; 然而,由于大多数车辆在长途旅行中长时间保持电压在14.40V,可能会增加磷酸锂电池的机械应力。时间会告诉我们磷酸锂作为铅酸电池的替代品能够承受多长时间的过充电。低温也会降低锂离子的性能,可能会影响极端情况下的起动能力。