动力锂电池不同的性能用途的分类
.不同的性能用途方面分:
一次性---锂锰电池--扣式3伏电池
高容量(高平台)--用在手机数码产品上
高倍率;---用在电动车和电动工具上及飞机模型
高温;---矿灯,室上灯饰,机器内置后备电源;
低温;---室外环境,北方(冬天)南极;
中国电动车行业车用电池中用锂电池主流是三种铁锂,锰锂,三元锂电池。
锰锂 1.价格便宜。 2.低温性能好,在零下负20度放电能有90%以上的效率。3.安全性能佳。
但他 1.高温度性能差 2.循环寿命低(一般正常使用寿命大概在300到400次) 3. 克比容量低(112) 4.倍率放电差(如车子上坡和快速启动时候,对该类电池影响很大)
三元 1.价格是三种材料最贵的 2.容量高(150.可以节省体积) 3.循环寿命佳(600到700次) 4.倍率放电佳
但他 1.安全性能是三个中最差的(特别是用钢壳的) 2.目前中国电池行业对该材料的掌握还不成熟,用的不多.
铁锂 1.价格中 2.容量中(130) 3.循环寿命高(1500次左右) 4.高温性能好 5.倍率放电好
但他 1.价格不便宜 2.低温性能不好 3.在电动汽车上才能充分体现其优越的性能(能6分钟充满电,能20倍放电)
工作原理
首先纠正一个概念,锂电池按照正负极使用的材料不同,通常分两大类 :
锂金属电池,也就是使用二氧化锰为正极材料,金属锂或其合金金属为负极材料的电池;锂离子电池,使用锂合金金属氧化物为正极材料,石墨为负极材料电池。
锂金属电池其性质不够稳定而且不能充电,所以不属于二次电池。对于新能源汽车来讲,我们平时说的锂电池,就是指锂离子电池。
锂离子电池主要由正极(含锂化合物),负极(碳素材料),电解液,隔膜四个部分组成:
电池充电时,正极上锂原子电离成锂离子和电子(脱嵌),锂离子经过电解液运动到负极,得到电子,被还原成锂原子嵌入到碳层的微孔中(插入);
电池放电时,嵌在负极碳层中的锂原子,失去电子(脱插)成为锂离子,通过电解液,又运动回正极(嵌入);
锂电池的充放电过程,也就是锂离子在正负极间不断嵌入和脱嵌的过程,同时伴随着等当量电子的嵌入和脱嵌。锂离子数量越多,充放电容量就越高。
分类
因正极材料不同,锂离子电池主要分为:磷酸铁锂(LFP),镍酸锂(LNO),锰酸锂(LMO),钴酸锂(LCO),以及镍钴锰酸三元锂(NCM)、镍钴铝酸三元锂(NCA),负极材料主要采用石墨碳材料。
技术路线
基于上表,我们来理一理不同类型锂电池在市场的应用情况。
先说说钴酸锂,作为锂电池的鼻祖,当然也可能是作为动力电池先试试水,最先用在特斯拉Roadster上,但由于其循环寿命和安全性都较低,事实证明其并不适用作为动力电池。为了弥补这个缺点,特斯拉运用了号称世界上最顶尖的电池管理系统来保证电池的稳定性。钴酸锂目前在3C领域的市场份额很大。
第二是锰酸锂电池,主要最先由电池企业AESC提出,这个AESC来头可不小,是日产和日本电气股份有限公司(NEC)的合资。锰酸锂代表车型是为日产聆风,由于其价格低,能量密度中等,安全性也一般,具有所谓的较好综合性能。所谓成也萧何败也萧何,也是正因为这种不温不火的特性,其逐步被新的技术所替代。
接着是磷酸铁锂,作为比亚迪的主打,其稳定好,寿命长,且具有成本优势,特别适用于需要经常充放电的插电式混合动力汽车,但其缺点是能量密度一般。
电池保养
其实电池没有太多要顾及的使用注意,换句话说是顾及也没有太大用。一个电池能使用多少次,差别更多的来自电池本身制造中的个体差异,而不是使用方法。除了本身的电池品质之外,电池自身的使用寿命是有限的。一旦电池下了生产线,其寿命就开始流逝。不管你是否使用,锂电池的使用寿命都只在两到三年。电池容量下降的重要原因之一还是由于氧化引起的内部电阻增加,最后电解槽电阻会达到某个点,尽管这时电池充满电,但电池不能释放已储存的电量。许多朋友都认为初次使用锂电池应该充电16个小时以上,这样可以充分的激活电池,其实这样做并没有根据,这只是当年流行的镍氢或镍镉电池的充电方法,对于锂离子电池来说并不适用。因为这种以锂聚合物为核心的电池在理论上并没有记忆效应,即便有,也是完全可以忽略不计的。所以只需要冲3个小时左右就完全可以了,如果显示充电已完成,并且暂时不需要外接电源使用,那么就可以拔下电源,不必再等这么长的时间了。
误区一:PSP买回来需要反复充放电三次以便激活电池。除非买到的PSP是库存一年以上的产品,否则就不需要这样做,因为现在的电池电芯在出厂的时候已经经过激活,而电芯在封装成PSP电池的时候又经过一次相当于激活的检验,因此你拿到手的电池,早已是被激活过的了,再做三次充放电过程只是无谓的增加电池的损耗。
误区二:第一次充电必须充够12小时。这对于早期那些没有电池控制电路的镍氢电池设备是适用的,但对于如今具有智能充放电控制模块的PSP来说却是个笑话,当PSP电池充满之后,充电电流就会被自动切断,并且在系统显示为“外接电源”。哪怕你继续充120个小时,状态也不会有任何变化了,一般来说,3小时也完全充满了,剩下的“充电”只是浪费自己的时间。反而是拿到新机器的时候应该先把电量放光再充电。
误区三:电池需要每月一次彻底充放。对于记忆效应很强的镍氢电池,这是必须的工作,但对于锂电池,这个周期却太频繁了,锂电池在理论上是消除记忆效应的,即便有,也已经大大减弱了可忽略不计的程度,如果你使用电池很频繁,那么你应该将电池放电到比较低(大约10~15%)再充电,但如果放电到连机器都开不了(0~1%),就属于对锂电池的有较大损伤的深度放电,一般来说每2个月做一次这样的操作就可以了。如果你很少使用电池,那么只要每3个月进行一次这样的操作就可以了。
锂电池的发展前景:
为了开发出性能更优异的品种,人们对各种材料进行了研究。从而制阿联酋锂电池公交车(荷兰制造)造出前所未有的产品。比如,锂二氧化硫电池和锂亚硫酰氯电池就非常有特点。它们的正极活性物质同时也是电解液的溶剂。这种结构只有在非水溶液的电化学体系才会出现。所以,锂电池的研究,也促进了非水体系电化学理论的发展。除了使用各种非水溶剂外,人们还进行了聚合物薄膜电池的研究。
锂电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,邮电通讯的不间断电源,以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。
随着二十世纪微电子技术的发展,小型化的设备日益增多,对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。
最早得以应用的是锂亚原电池,用于心脏起搏器中。由于锂亚电池的自放电率极低,放电电压十分平缓。使得起搏器植入人体长期使用成为可能。
锂锰电池一般有高于3.0伏的标称电压,更适合作集成电路电源,广泛用于计算机、计算器、手表中。
锂离子电池大量应用在手机、笔记本电脑、电动工具、电动车、路灯备用电源、航灯、家用小电器上,可以说是最大的应用群体。