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三元动力电池和锂电池有什么区别
新能源汽车最核心的技术即为提供能量的电池,续航能力和充电速度则是电池技术发展到今天的瓶颈所在。经过多年发展,锂电池的目前的类型有锰酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂、钴酸锂、三元材料等,因能量性能和稀有金属成本的原因,锰酸锂、钛酸锂和钴酸锂电池逐渐变为小众选择,而磷酸铁锂和三元锂电池则得到更广泛的推广应用。但是这两者有什么区别呢?您的车是那种电池呢?今天我们就聊一聊锂电池这点儿事。
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三元锂电池
三元锂电池全称是“三元材料电池”,一般是指采用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2,NCM)或镍钴铝酸锂(NCA)三元正极材料的锂电池,把镍盐、钴盐、锰盐作为三种不同的成分比例进行不同的调整,所以称之为“三元”,包含了许多不同比例类型的电池。从形状上来区分,可分为软包电池、圆柱电池和方形硬壳电池。其标称电压可达到3.6-3.8V,能量密度比较高,电压平台高,振实密度高,续航里程长,输出功率较大,高温稳定性差,但低温性能优异,造价也比较高。
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磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池则是采用磷酸铁锂(LiFePO4)作为正极材料,用铁来做电池原料一来成本低廉,二不含重金属,对环境污染较小,工作电压为3.2V。磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固,因此在零电压存放时并不会有泄漏,高温条件下或过充时安全性非常高,可快速充电,高放电功率,无记忆效应,循环寿命高,缺点为低温性能差,正极材料振实密度小,能量密度较低,产品的成品率和一致性也饱受质疑。
这两类电池各有所长
高温条件下,三元锂电池的三元材料会在200℃时发生分解,产生剧烈的化学反应,释放出氧原子,并在高温作用下极易发生燃烧或爆炸的现象,因此基于安全的考虑,我国工信部在2016年1月,通过特殊发文规定将三元锂电池的使用暂时限制在纯电动客车之外。而磷酸锂电池的分解温度在800℃,更不容易着火,安全性相对较高。
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低温条件下(气温低于-10℃以下),磷酸锂电池衰减得非常快,经过不到100次充放电循环,电池容量将下降到初始容量的20%,基本与寒冷地区的使用绝缘了;而三元锂电池的低温性能优异,在-30℃条件下可保持正常电池容量,更适应北方低温地区的使用条件。
从制造成本上来看,三元锂电池所必需的钴元素在我国储量较少,大部分靠海外进口,受到市场波动影响非常大,所以三元锂电池的成本必然居高不下,而磷酸铁锂电池所需原材料无需进口,供应充足,价格稳定,成本相对较低。
三元锂电池的优缺点
三元锂电池的优点是:体积更小,容量密度更高,耐低温,循环性能更好,是新能源乘用车的主流。缺点:热稳定性差,在250-300℃会分解,三元锂材料的化学反应特别强烈。一旦释放出氧分子,电解液就会在高温作用下迅速燃烧,进而发生爆燃。
三元锂电池又称“三元锂聚合物”,是指以锰酸镍钴或铝酸镍钴为正极材料的锂电池。三元锂电池因其体积更小、容量密度更高、耐低温等优点,被广泛应用于新能源汽车。比如我们熟知的特斯拉,它的所有车型都使用三元锂电池。
三元锂电池的寿命是2000次充放电循环,如果我们把它算作一天一次充电,可以持续五年以上。但是,实际上,使用和理论还是有区别的。
进行1000次循环充放电,其实三元锂电池已经衰减了50%,也就是说充满电后只能跑原来里程的一半。那么如何避免这种情况呢?用的时候充电,没电了再充电。此外,优秀的电池管理系统也能减缓三元锂电池的衰减。
三元锂电池电池寿命
三元锂电池电池寿命 根据国家规定,电动汽车动力电池容量降低到新电池状态的80%以下,可视为动力电池使用寿命的终结。 按照电池的标准,三元锂电池的寿命是由电池的循环次数决定的,三元锂电池的容量会随着充放电次数的增加而降低。在相关实验室中,三元锂电池以1C的充放电速率连续充放电。在1000次充电循环后,电池容量下降到新电池状态的80%。 按照目前三元锂电池的技术水平,目前电动车常用的动力电池容量密度为260Wh/kg。按照这个能量密度,一年2万公里计算,按照浅充浅放,循环寿命至少1000次。如果使用得当,至少可以在电动车上使用5到8年。 至于什么因素会影响三元锂电池的使用寿命,氢云链认为需要从电池本身的结构和用途来分析,比如电池材质、使用环境、最佳工作状态等。 具体来说,在使用过程中,由于使用不当,锂电池内部会发生不可逆的电化学反应,导致容量降低。比如电池内部电解液分解,电池内部活性物质活性丧失,会直接导致三元锂电池寿命大幅下降。 当然,电动汽车动力电池使用寿命的结束并不意味着电池不能充放电,而是电池此时的放电量远低于新电池。如果继续使用,会给用户带来很差的用车体验。因为动力电池的使用寿命标准是几年前制定的,当时电池容量小,电动车续驶里程短,衰减在新电池的80%以下。真的感觉续航里程缩短了很多。比如本来续航里程200公里,电池衰减到80%。行驶160公里就要充电了。目前电动车续驶里程已经很高,降低20%对用户的用车感受并没有那么大的影响。 @2019