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三元锂电池有哪些优势?为什么市场都在使用三元锂?

来源:宝鄂实业    2019-04-18 19:44    点击量:
电池的容量决定了巡航里程、充电时间这些用户体验最重要的部分。当然,从汽车这个工业产品角度看,决定动力电池的维度又要多好几个,比如安全性、能量密度、单体标称电压、使用寿命、应用成本、低温衰减能力等等,在这方面国际与国内都有严格的标准,能够上市销售的车型肯定首先要达标。
相信很多关电动汽车的朋友对于三元锂电池不会陌生,大名鼎鼎的特斯拉采用的就是这种电池。而国内的电池巨头比亚迪在过去很长一段时间内一直采用的是磷酸铁锂电池,在今年下半年则宣布也将重点发展三元锂电池。那么,到底什么是三元锂电池?它为什么会突然成为动力电池的宠儿呢?
三元聚合锂电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)三元正极材料的锂电池,三元复合正极材料前驱体产品,是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整。
安全性是重中之重
三元锂电池的特点是能量密度大,电压更高,所以同样重量的电池组电池容量更大,车子跑的距离也就更远,速度也能更快。但是其弱点在于稳点性较差,如果内部短路或是正极材料遇水,都会有明火产生。所以一般18650电池都会有一层钢壳保护,由于特斯拉的电池组是由7000块左右的18650电池组合而成,所以,虽然特斯拉给电池组进行了全方位的保护,但是在极端的碰撞事故中,起火隐患还是有的。业内人士表示三元锂电池目前的单体能量密度已经接近极限,很难再有大的突破。要想进一步提升三元锂电池的能量密度,就需要进一步提升电池中镍的比重。但是电池中镍的比重提升后,由于高镍的热稳定性很差,电池内部的热反应就会非常剧烈,安全问题令人担忧。
 
依靠三元锂电池技术路线,动力电池能量密度要做到350Wh/kg的目标,难度很大。因此行业希望依靠固态电池进一步提升电池能量密度。
固态电池是一种使用固体电极和固体电解质的电池。其固态电解质不可燃、无腐蚀、不挥发、不漏液,高温下表现良好,安全性更高。固态电池会大大降低电动车自燃的概率。
 
越来越多的国内外企业和研究机构将重心集中到了全固态锂电池上。大众曾宣布计划研发续航1000km固态电池;丰田汽车预计2022年完成固态电池的研发工作,并计划于2030年实现量产。
 
电解质材料是全固态锂电池技术的核心,目前固态电解质的研究主要集中在三大类材料:聚合物、氧化物和硫化物。聚合物高温性能好,已经有商业化的应用案例;氧化物循环性能良好,适用于薄膜柔性结构;硫化物电导率最高,是未来主要方向。