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汽车用动力锂离子电池发展现状
时间:2010-08-27来源:上海汽乍作者:上海捷能汽不技术有限
对汽车用动力锂离子电池材料、电池系统的组成及设计应用进行了介绍,对 国内外锂离子电池系统主要供应商进行了综述，同时对目前车川锂离子电池系统 还存在的主要问题及解决方法进行了探讨。
1车用锂离子电池材料
电池材料的物理结构和化学组成决定了它的性能，理想的车用锂离子电池材料应具备以 下特征:(1)具有层状或隧道的晶体结构，以利于锂离子的嵌入和脱出,以保证锂离子电池的 循环寿命;(2)充放电过程中，应有尽可能多的锂离子嵌入和脱出,使电极具有较高的电化学容 量；(3)在锂离子进行嵌脱时，电池有较平稳的充放电电压;(4)锂离子应有较大的扩散系数， 以减少极化造成的能量损耗，保证电池有较好的快充放电性能;(5)材料应价格便宜，对环境无 污染,质量轻，可回收。
目前锂离子电池正极材料主要有:锂钻氧化物、锂银氧化物、锂镒氧化物、磷酸铁锂等, 负极材料主要有石墨、钛酸锂等。不同锂离子电池正极材料性能比较见表1。
表1不同锂商子电池正极材料性能比较
正极材料
理论容量 (mAh；。
实际容量 (mAh:。
LCoO2
274
140-155
lnd2
274
190^210
LMa2O4
14S
90~120
LiFePO4
170
饮用戒顿
工作电压 (V)
安全性能
成本
17
一般
高
2. 5 7. 2
差
居中
3 7
好
低
心碎(
用搬哪
从整车安全和电池成本考虑，磷酸铁锂是最有可能在汽车用动力电池上应用的锂电池正 极材料，其优点有：
(1)安全性好:稳定，即使在过充电情况下也不会产生游离氧，不和电解液反应;可以放电 到o V,电池无大的损伤;与有机电解液反应活性低;热力学稳定状态,400 C以下无变化。
(2)稳定性高:充放电过程中，晶体结构不会发生变化;三维结构,L i +二维移动，利于锂的 嵌入;充电电压低，电解液更稳定，电池副反应少;循环寿命长.
(3)环保:整个生产过程清洁无毒，所有原料都无毒。
(4)价格便宜:磷酸盐采用磷酸源和锂源以及铁源为材料，价格便宜。
但磷酸铁锂材料也存在以下缺点：
(1)导电性差:磷酸铁锂不能得到大范围应用的主要问题，需往磷酸铁锂颗粒内部掺入导 电碳材料或导电金属微粒，或颗粒表面包覆导电碳材料，提高材料的电子电导率。
(2)振实密度较低:〜1. 5,该缺点决定了在小型电池如手机电池等没 有优势，主要用来制作动力电池。
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(3)电压平台低:。
目前锂铁电池正极生产技术有以下三种：(1)在粉体颗粒表面以碳元素涂布；(2)用金属 氧化物包覆颗粒;(3)采用纳米制程技术细化材料颗粒,使之微粒化。
2车用锂离子电池系统
车用锂离子电池系统一般由电芯及电池组、电池管理系统(BMS)、