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动力电池大PK:磷酸铁锂电池仍是未来主流

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  为什么说电池是电动汽车的心脏?这要先从电动汽车的历史说起。一说起电动新能源车,很容易将其归纳为一个全 新的技术以及事物。其实,电动车的历史远比想象的早,甚至早于燃油汽车。美国人托马斯·达文波特于1834年制造出第一辆直流电机驱动的电动车;1838 年苏格兰人罗伯特·戴维森发明了电驱动的火车;时至今日依然使用的有轨电车是1840年在英国出现的专利。世界上第一辆电动汽车于1881年诞生,发明人 为法国工程师古斯塔夫·特鲁夫,这是一辆用铅酸电池为动力的三轮车。之后就出现了以铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等燃料电池作为电力。

  可以看到,虽然电动汽车早于燃油车发展,并在早期取得了一定的规模,但在近代,由于燃油汽车的大力发展,使电动汽车在竞争中受挫。但真正的问题是,过去以铅酸电池为主的电动车,受制于铅酸电池的密度、寿命、功率等多方面限制,一直没有办法在动力源,也就是电池方面取得突破,以至于使电动汽车发展陷入停滞。

  锂电池的分类及优缺点

  这一问题直到锂电池的出现且经20年大力发展才得以逐步改善解决。

  锂电池通常分两大类:

  锂金属电池:锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。

  锂离子电池:锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。

  虽然锂金属电池的能量密度高,理论上能达到3860瓦/公斤。但是由于其性质不够稳定而且不能充电,所以无法作为反复使用的动力电池。而锂离子电池由于 具有反复充电的能力,被作为主要的动力电池发展。但因为其配合不同的元素,组成的正极材料在各方面性能差异很大,导致业内对正极材料路线的纷争加大。

  通常我们说得最多的动力电池主要有磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钴酸锂电池以及三元锂电池(三元镍钴锰)。

  以上各类电池都有优缺点,大致归纳为:

  磷酸铁锂:

  优点:寿命长、充放电倍率大、安全性好、高温性好、元素无害、成本低。

  缺点:能量密度低、振实密度低(体积密度)。

  三元锂:

  优点:能量密度高、振实密度高。

  缺点:安全性差、耐高温性差、寿命差、大功率放电差、元素有毒(三元锂电池大功率充放电后温度急剧升高,高温后释放氧气极容易燃烧)。

  锰酸锂:

  优点:振实密度高、成本低。

  缺点:耐高温性差,锰酸锂长时间使用后温度急剧升高,电池寿命衰减严重(比如日产电动车LEAF)。

  钴酸锂:

  通常用于3C产品,安全性极差,不适合做动力电池。

  理论上,我们需要的电池应该是能量密度高、体积密度高、安全性好、耐高温低温、循环寿命长、无毒无害、可大功率充放电,聚所有优点为一体而且低成本。但目前并不存在这样的电池,那么在不同种类电池的优缺点中就需要取舍。而且,不同的电动车对电池的需求点也是不同的,因此只有立足于长远地对电动汽车作出判断,才能有利于我们正确地判断电池路线的选择。

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