关于不同类型锂离子电池在市场的应用情况解析
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随着社会的快速发展,我们的锂离子电池也在快速发展,那么你知道锂离子电池的详细资料解析吗?接下来让小编带领大家来详细地了解有关的知识。
新能源汽车主要由电池驱动系统、电机系统和电控系统及组装等部分组成。其中电机、电控及组装和传统汽车基本相同,差价的原因在于电池驱动系统。从新能源汽车的成本构成看,电池驱动系统占据了新能源汽车成本的30-45%,而动力锂电池又占据电池驱动系统约75-85%的成本构成。
解决新能源汽车高价格的核心是降低动力锂电池一次采购成本。市场上已经商业化的动力锂电池主要包括磷酸铁锂电池、锰酸锂电池和三元材料电池等,中国市场以磷酸铁锂为主,日韩大多选择锰酸锂和三元材料的混合电池体系。
新能源汽车的动力锂电池可以分为二次电池(包括铅酸电池,镍镉电池,镍氢电池,锂离子电池)和燃料动力电池。
工作原理
首先,纠正一个概念。 根据正负极使用的材料不同,锂离子电池通常分为两大类:锂金属电池,即以二氧化锰为正极材料,以金属锂或其合金金属为正极材料的电池。 负极材料; 锂离子电池以锂合金金属氧化物为正极材料,石墨为负极材料。 锂金属电池不够稳定,不能充电,所以不是二次电池。 对于新能源汽车,我们通常所说的锂离子电池是指锂离子电池。
我们来看看锂离子电池的工作原理,如下图:
锂离子电池主要由正极(含锂化合物)、负极(碳材料)、电解液、隔膜组成。电池充电时,正极上的锂原子被电离为锂离子和电子(脱嵌),锂离子通过电解液移动到负极获得电子,被还原为锂原子并插入到碳层的微孔(插入);当电池放电时,嵌入负极碳层的锂原子失去电子(脱嵌)成为锂离子。通过电解液,它移回正极(插层);锂离子电池的充放电过程,即锂离子在正负极之间不断嵌入和脱嵌的过程,伴随着等效电子的嵌入和脱嵌。锂离子数量越多,充放电容量越高。
分类
由于正极材料不同,锂离子电池主要分为:磷酸铁锂(LFP)、镍氧化锂(LNO)、锰酸锂(LMO)、钴酸锂(LCO)、三元镍钴锰锂 氧化物(NCM)、镍钴铝酸三元锂(NCA)、石墨碳材料主要用作负极材料。
各类型的化学成分,结构以及重要性能比较如下:
技术路线
根据上表,我们来分析一下不同类型锂离子电池在市场上的应用情况。
先说钴酸锂,作为锂离子电池的鼻祖。当然,也可以先作为动力锂电池使用。它最初是用在特斯拉 Roadster 上的,但由于其循环寿命和安全性较低,事实证明它不适合作为动力锂电池使用。为了弥补这一不足,特斯拉采用了世界上最好的电池管理系统来保证电池的稳定性。钴酸锂目前在3C领域占有较大的市场份额。
二是锂离子锰电池,最早由电池企业AESC提出。这个AESC可不小。它是日产和NEC的合资企业。锂锰氧化物的代表车型是日产聆风。由于其价格低廉、能量密度中等、安全性一般,因此具有所谓的较好综合性能。所谓的成败也正是因为这种不温不火的特性,才逐渐被新技术所取代。
其次是磷酸铁锂。作为比亚迪的主打产品,稳定性好,寿命长,具有成本优势。特别适用于需要频繁充放电的插电式混合动力汽车,但缺点是能量密度一般。最后,三元锂离子电池作为后起之秀,能量密度最高,但安全性相对较差。对续航里程有要求的纯电动汽车前景更广阔,是目前动力锂电池的主流方向。
以上就是锂离子电池的有关知识的详细解析,需要大家不断在实际中积累经验,这样才能设计出更好的产品,为我们的社会更好地发展。