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电池知识

电动大巴为什么不采用三元材料电池作为动力电池?

来源:宝鄂实业    2019-05-19 20:32    点击量:

       第二代的多元复合锂电池:正极是三元材料+锰酸锂混合体系,但是把负极从钛酸锂改成了多孔复合碳作为负极材料。多孔复合碳是硬碳材料,最大的特点在于其比表面积增大到传统石墨的20倍以上,增加的比表面积与孔隙也大幅增加了锂离子的迁移和嵌入通道数量,使得锂离子能够快速、稳定地嵌入与脱出,从而解决了长期阻碍高能量密度石墨负极锂电池产品快速充电的技术瓶颈,同时大大改善快充的能力,成本相比一代也有所下降。但是该体系电池缺点是循环寿命不够长,硬碳的压实密度、克容量和首次充电效率都不太理想,此外硬碳材料的高电位也导致整个电池能量密度偏低(所以三元-硬碳体系电池能量密度肯定低于三元-石墨体系,那么低于磷酸铁锂-石墨体系也就并不是什么特别奇怪的结果了),而且三元材料体系的电池用于乘用车安全性仍需要重点关注并不断经受实践检验(笔者不敢说没问题,乘用车上用三元材料是否足够安全也是一个老话题了)。但有一点可以肯定:如果想要用在大巴上,安全风险目前还是不容忽视的底层问题。


      为什么不太推荐用三元材料电池装大巴?很简单:乘用车4个门,出现事故逃生时间是几秒;而大巴电池装载量是普通乘用车的近10倍,按电池的故障概率叠乘来计算危险系数更高,并且其装载人员数量更多,对逃生的需求更紧迫。因此在大巴上使用安全系数更高的电池技术是非常靠谱的理性选择,国家之前限制三元材料电池补贴的政策其实很大程度上就是基于这样的考虑。

       当时非常吸睛,引起了技术圈内的人们的广泛讨论。笔者当时在朋友间专门问询了这方面的信息,得知微宏使用了特别的电解液体系、凯夫拉纤维隔膜等一系列特别的优化技术提升了电池的安全性,这些技术对于电池发展自然比较具有借鉴和指引意义。然而比较遗憾的是,微宏没有介绍该电池的能量密度、成本等关键信息,而且从其性能和材料体系上看,恐怕这些数据乐观不了。业内也有人认为这也是在牺牲成本、能量密度来保证安全性,但是不管怎么样,技术上的进步还是值得肯定的。所以笔者更倾向于认为,不燃烧电池中的技术对于将来的技术发展会很有意义,但是是在中近期的工程化应用中,会受到成本、技术等综合方面因素的限制,变成真正的产品走向市场恐怕尚需不短的时日。

  锂离子电池可以分为方形电池、软包电池和圆柱型电池。

  【材料体系】

  目前主流的有磷酸铁锂电池、三元材料电池等分别指的是以磷酸铁锂和三元材料为正极材料的锂离子电池。三元材料指的是Ni、Co、Mn或Ni、Co、Al三种金属元素为核心元素的正极材料。

浅析磷酸铁锂电池与三元锂电池的区别

  【综合评价】

  磷酸铁锂电池单体,能量密度为120Wh/kg,成组后为80Wh/kg;三元锂电池单体,能量密度为180Wh/kg, 成组后能量密度为110Wh/kg。从数据上来看,在能量密度方面,三元锂电池优于磷酸铁锂电池;在循环寿命方面,二者相当,单体电芯的循环寿命都大于3000次,电池成组后,由于使用工况变得恶劣和复杂,寿命会有一定的减少,电池组寿命折合6年15万公里。EV200使用的电池为三元锂电池。

  目前磷酸铁锂电池能量密度已经基本达到理论的极致,而三元电池的能量密度还有很大的提升空间。综合能力密度、功率密度、循环寿命、低温性能等方面,三元电池的综合性能优于磷酸铁锂电池。