來源:山東埃爾派粉體科技有限公司發(fā)布日期:2021-03-18
動力鋰電池的種類以及優(yōu)缺點介紹
電池芯、電池模塊與電池包三者之間的關(guān)系。圓柱電池、方殼電池與軟包電池典型形態(tài)。不過也不用擔心,無論是磷酸鐵鋰離子電池還是三元鋰離子電池,應用之前都會經(jīng)過火燒、碰撞、穿刺等安全測試。
動力鋰電池常被稱作是電池包,本質(zhì)上來說,電池包就是靠一個個單個的電池芯組成的。首先,一定數(shù)量的電池芯會被組合到一起形成電池模組,然后多個電池模組再被組合到一起形成電池包。這樣的組成形式有利于對電池進行統(tǒng)一管理與監(jiān)控,同時具有不錯的安全性。
電池芯、電池模塊與電池包三者之間的關(guān)系。
對動力鋰電池有了大概的認識之后,我們再聊電池的種類就比較清楚了。說是電池種類,其實嚴謹一些應該說是電芯的種類。前面講到電池包是由一個個電池芯組成的,電池芯的種類就決定了電池包的形態(tài)、續(xù)航能力、充放電效果等。
首先,按照結(jié)構(gòu)劃分,電池芯可以分為圓柱電池、方殼電池以及軟包電池。目前這三種結(jié)構(gòu)電池芯在新能源車型上都有應用,比如特斯拉旗下車型都采用圓柱電池,日產(chǎn)Leaf(聆風)
則采用的是軟包電池。
圓柱電池、方殼電池與軟包電池典型形態(tài)。
圓柱電池應該是我們最容易想象到的結(jié)構(gòu),因為日常生活中我們最常接觸的電池形式就是這種圓柱形。同我們常見的5號、7號電池類似,車用圓柱電池也具有特定的規(guī)格型號,比如18650、21700型號等,其中前兩位數(shù)字表示圓柱電池的直徑,18即代表18mm。三四位表示圓柱電池的高度,最后一位0則表示電池為圓柱形態(tài)。
這種圓柱電池最早是由索尼(SONY)公司設立標準并制造的,如今這種電池已經(jīng)廣泛應用在了新能源汽車領(lǐng)域。
因為圓柱電池具有統(tǒng)一的規(guī)格,因此設計打包成模組非常方便,但是其能量密度因為規(guī)格限制會受到影響。
方殼電池通常指具有鋁制或鋼制外殼方形電池,這種電池沒有統(tǒng)一的規(guī)格限制,可以根據(jù)客戶要求進行定制,相對來說,這種電池能量密度較高,重量較輕,但是長時間使用后其邊角處電解液化學性能退化會比較明顯,影響電池性能。
軟包電池,顧名思義其電池外殼是由一層鋁塑膜包裝而成,因此設計較為靈活,可以隨意改變形狀、薄厚,打包成模組較為靈活方便。另外,這種電池重量輕、能量密度高、循環(huán)性好。安全方面也要比方殼電池和圓柱電池要高,是目前發(fā)展?jié)摿^大的一種電池結(jié)構(gòu)。
采用軟包電池的日產(chǎn)Leaf電池組,可以看到其電池模塊并不統(tǒng)一,擺放方向也不一致,電池包呈現(xiàn)出來的形態(tài)呈現(xiàn)不規(guī)則形。
上面是按照電池的形態(tài)劃分,假如按照電池材料劃分的話,電芯有磷酸鐵鋰、鎳鈷錳三元鋰等不同類型,這里的材料指的是電池的正極材料,負極材料目前重要以石墨為主,硅碳負極因為能夠極大拓展電池能量密度因此具有很高的關(guān)注度,是目前電池發(fā)展方向之一。
拿目前常見的磷酸鐵鋰離子電池和三元鋰離子電池比較,兩者屬于優(yōu)勢互補,一方面磷酸鐵鋰具有較高的安全性,但是其循環(huán)壽命以及能量密度都較差一些。另一方面,三元鋰離子電池具備較高的能量密度、循環(huán)壽命以及抗低溫衰減能力,但是其安全性相對要低一些,至今我國仍然規(guī)定三元鋰離子電池不能應用在大巴等商用車上。
不過也不用擔心,無論是磷酸鐵鋰離子電池還是三元鋰離子電池,應用之前都會經(jīng)過火燒、碰撞、穿刺等安全測試。通過合理的電池管理系統(tǒng)以及溫度控制系統(tǒng),三元鋰離子電池的安全性還是可以得到保障的。
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