学习两种类型的动力电池：磷酸铁锂电池与三元锂电池！
来源：宝鄂实业
2019-06-23 20:00
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目前我们知道很多新能源汽车主要高压零部件就是动力电池了，最近几个月比亚迪的新能源销量在国内排在前面，我们今天来学习两种类型的动力电池。
1、 动力电池背景
简介：动力电池，是电动车的动力能源输出、储存部分。目前国内电动车动力电池主要以磷酸铁锂和三元锂为主。
受新政影响，2018年新能源汽车补贴将加速退坡，对新能源汽车续航里程150公里以下的产品补贴或将为零，要向高能量密度补贴倾斜。这表明新的补贴政策对电池能量密度的政策支持有了明显变化，在此影响下，磷酸铁锂电池的技术路线会衰退，三元材料电池技术将会备受青睐。
2、 材料类型
2.1磷酸铁锂电池（LiFePO4，简称LFP）：正极材料使用LiFePO4，负极材料使用人造石墨与硬碳制成的锂电池；
结构特征：LiFePO4作为电池的正极，由铝箔与电池正极连接，中间是聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开，但锂离子Li+可以通过而电子e-不能通过，由碳（石墨）组成的电池负极，由铜箔与电池的负极连接。电池的上下端之间是电池的电解质，电池由金属外壳密闭封装。
工作原理：LiFePO4电池在充电时，正极中的锂离子Li+通过聚合物隔膜向负极迁移；在放电过程中，负极中的锂离子Li+通过隔膜向正极迁移。
2.2三元电池（Li（NiCoMn）O2）：学名三元聚合物锂（镍钴锰酸锂）电池，多数使用镍钴锰混合作为正极材料，也有用镍钴铝作为正极材料的（如Tesla所用松下电池），负极材料使用人造石墨与硬碳制成的锂电池。
工作原理：镍钴锰三元材料通常可以表示为：LiNixCoyMnzO2 ，其中x+y+z=1。依据3 种元素的摩尔比（x∶y∶z 比值）的不同，分别将其称为不同的体系，如组成中镍钴锰摩尔比（x∶y∶z）为1∶1∶1 的三元材料，简称为5∶2∶3 的体系，称之为523 体系等。镍钴锰三元材料中，3 种元素的的主要价态分别是+2 价、+3 价和+4 价，Ni 为主要活性元素；
三元材料过渡金属配比不同，其电化学特性也不同。一般地，Co含量上升有利于稳定化合物层状结构，改善循环性能；Ni含量提高可以获得较高容量，但会造成循环性能恶化；而Mn的加入可以降低成本，并提高母体稳定性，但过多的Mn会导致尖晶石相的产生而破坏层状结构。故过渡元素之间配比对材料电化学性能有较大影响。但不论材料元素组成如何变化，三元电池的充放电原理是一致的；
镍钴锰三元材料中，3 种元素的的主要价态分别是+2 价、+3 价和+4 价，Ni 为主要活性元素；充放电电荷原理如下：
正极反应： LiMO2—→ Li1-xMO2 + xLi+ + xe-
负极反应： n C + x Li+ + x e- —→ LixCn
电池总反应： Li MO2 + n C —→ Li1-xMO2 + LixCn
3、 三元电池特性
3.1低温放电性能更好：可以在零下25摄氏度时，对比磷酸铁锂电池放电优势更大
3.2能量密度更高：能量密度较高的三元锂电池在解决车重量问题的同时也为家庭用车节省出了空间。
3.3充电效率更高：除了续航里程之外，充电效率也是电动汽车在实际使用中的重要环节，而三元锂电池在充电效率方面较磷酸铁锂电池也有非常大的优势。
锂电池失效
1、电池本身发生化学变化，其中主要是电池内在分子原子等发生内在的变化，所以在锂电池的生产环节中，需要较高的工艺和科技水平。此外在运输和使用环节中腐蚀、高温燃烧、等多种情况也会促使锂电池发生化学变化，最终导致锂电池失效
2、电池外部物理原因导致锂电池失效，主要包括撞击、针刺、人为破坏等外部因素，通过物理方式导致锂电池失效。
锂电池推广为何进度缓慢？
最大的问题还是“安全”！
1、短路会导致爆炸，密闭的内部短路，可以短时间让电池产生高温并让内部的液体以及少量的蒸汽膨胀新城大量气体，来不及从泄气阀中排除从而短时间形成高温高压，从而爆炸就发生了。
2、某些劣质小厂生产的锂电池，也会导致爆炸。劣质锂电池生产厂商在涂布，卷绕过程中生产洁净度和干燥度不够，让太多水分和杂质进入电池，从而导致爆炸。
3、电解液不合格也会导致爆炸。锂电池使用的电解液不合格在一定条件下分解水分而导致爆炸。
4、粘结剂不合格，也会导致锂电池爆炸。粘结剂不合格，产生掉粉，形成毛刺造成隔膜穿刺，内部短路，最后导致锂电池爆炸。
5、过充产生的热失控，锂电池一旦过充，电压会快速上升，最后导致爆炸。
现有的生产厂家在生产锂离子动力电池的极片时，大多采用激光切割和刀模剪切的方式进行极片的切割，生产的极片质量差，为了提高极片质量，提出了采用凹凸模冲制极片的方案，然而现有技术的冲制设备在冲制完成后大多需要拾取产品再转移，生产效率慢，采用大型机械臂的话又会增加设备占地空间和设备投入成本，需要提出一种简单、高效且成本低廉的锂电自动化设备能实现自动化生产，提高生产效率。
一种锂电池自动化设备，锂电自动化生产线可实现在超级净化手套箱内进行全自动扫码-注液-称量-补液-封口操作，实现高效完全无人自动化生产，大大节省人力成本，极大提高产能和产品质量及成品率，为客户实现利益最大化。
一体化生产线,由烘箱，冷却手套箱，注液手套箱，缓存手套箱，挤压（静置）真空方舱，封口手套箱及出料真空方舱组成。整套生产线包含冷却手套箱，冷却速度快，成本低，保证电芯从烘烤到注液，封口的工艺全部在可控的无水无氧环境下操作，为电池的品质提供最坚实地防护。米开罗那锂电自动化生产线能有效提高生产效率，实现自动化生产，产品质量好。
锂电池优势
与铅酸电池相比较，锂电池能量密度高、寿命长、体积小、重量轻等优点，具有一定的市场。
电池安全延伸阅读
电动车电池爆炸、充电着火等事件频频发生，这对电动车的质量提出了更高要求。
特别是电池与充电器为代表的配件，在追求新技术、新材料的同时，必须严把质量管，不能一边提高价格一边降低产品品质，忽视消费者的生命安全。
对于消费者而言，一定要从正规渠道购买电动车，切忌贪一时便宜，购买低价低质拼装的电动车，同时一定要注意充电安全。
