文档介绍：锂电池结构
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密封橡胶
正极
活性物质(LCoO2 LiMnO2 ALiNi Co1 O,\ LixFePO)
电池正极一
电池内部与正
导电剂、溶剂、粘合剂、基体
极的连接位置
负极
金属外壳
氢氧化镍活性物质(石墨、MCMB)
粘合剂、溶剂、基体、导电剂
分离层隔膜(PP+PE)
电解液LiPF+ DMC/ EC/ EMC
金属氢化物外壳五金件(钢壳、铝塑膜、铝壳、盖板、极耳、绝缘片等)
电池负极
锂电池的分类及对比
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锂离子电池是指正负极采用锂离子化合物的二次电池
锂电池的性能主要取决于正负极材料,常见的正极材料有钻酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元锂、磷酸铁锂
能量密度、成本、安全性、热稳定性、循环寿命是动力锂电池的5个关键指标
正极材料能力密度电压平台
钴酸锂
充放电稳定
钴价格昂贵
生产工艺简单
循环寿命较低
磷酸铁锂150
价格低
能量密度低/傛容量低
客车、大巴、混动
无污染
低温性能差
安全性高
电压平台太长太平,使得soc估
循环寿命长
计变得异常困难
镍钴铝酸170
能量密度高
高温性能差
低温性能好
安全性差
生产技术门槛高
镍钻锰酸
循环性能好
钴价格昂贵
高性能电动乘用车
能量密度高
低温性能好
大倍率充电
锰酸锂
锰资源价格便宜
能量密度低
安全性能好
电解质相容性差
锂电池的分类及对比
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下面就安全性、能量密度、单体标称电压、使用寿命、应用成本、低温衰减能力等方面分析磷酸铁锂电池和三元锂
电池优劣
安全性:
三元锂电池:三元锂电池如果内部短路或是正极材料遇水,都会有明火产生。所以一般三元锂电池都会有一层钢壳
保护。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
磷酸铁锂电池:磷酸铁锂电池则要稳定许多,电池板就算是穿劇、短路也不会爆炸燃烧,遭到350℃的高温也不会起
火(三元锂电池在180-250℃就扛不住了)。所以在安全性能上,磷酸铁锂电池略胜一筹。
能量密度
三元锂电池:三元锂电池的能量密度大,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
使用寿命:
元锂电池:三元锂电池的理论寿命是200次充放电循环,但在实际使用中,当进行90次的充放电循环后,电池容
量就基本衰减到了55%。但如果每次电池充放电都控制在0%-50%或者25%-75%的循环中工作,即使经过3000的充放
电循环,电池容量基本还能能够保持在70%左右,但这需要非常优秀的电池管理系统
磷酸铁锂电池:磷酸铁锂电池即便是经过30030-100%的充放电使用,容量也才会衰减到80%,所以磷酸铁锂电池的
电池管理系统就没那么复杂,也就进一步降低了整车研发成本。
应用成本:
中国的锂矿、氧化铁磷酸盐储量丰富,制造磷酸铁锂电池有优势。而我国缺乏钴矿,制造必须采用钴元素的三元锂
电池会有些困难。所以,我国许多车企(包括电池企业)发展磷酸铁锂电池是很现实的
所以,现在市面上采用三元锂电池的电动车,动力电池基本都是国外品牌产品(日本松下,韩国SK等),价格也相
应要比采用磷酸铁锂电池的车型(同级别)贵一些
低温衰减能力
元锂电池在低温时的放电性能要优于磷酸铁锂电池
钛酸锂电池
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材料或嶙酸铁锂等止被材料组成
。此外,它还可以用作正极,与金属锂或锂合金负极组成15V的锂二次电
池。钛酸锂具有高安全性、高稳定性、长寿命和绿色环保的特点。
优点
采用电动车辆取代燃油车辆是解决城市环境污染的最佳选择,其中锂离子动力电池引起了研究者的广泛关
注为了满足电动车辆对车载型离子动力电池的要求,研制安全性高、倍率性能好且长寿命的负极材料是
其热点和难点。
商业化的锂离子电池负极主要采用碳材料,但以碳做负极的锂电池在应用上仍存在一些弊端
1、过充电时易析出锂枝晶,造成电池短路,影响锂电池的安全性能;
2、易形成SE膜而导致首次充放电效率较低,不可逆容量较大
3、即碳材料的平台电压较低(接近于金属锂),并且容易引起电解液的分解,从而带来安全隐患
4、在锂离子嵌入、脱出过程中体积变化较大,循环稳定性差
与碳材料相比,尖晶石型的L凵4T。O12具有明显的优势:
1、它为零应变材料,循环性能好
2、放电电压平稳,而且电解液不致发生分解,提高锂电池安全性能;
3、与炭负极材料相比,钛酸锂具有高的锂离子扩散系数(为210-8cm2/