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鋰電池的種類有哪些?它們?cè)谑袌?chǎng)上的應(yīng)用情況如何?

來源:寶鄂實(shí)業(yè)    2019-05-28 16:59    點(diǎn)擊量:

一、鋰電池按外型分:有方型鋰電(如常用的手機(jī)電池電芯)和柱形(如18650);

 

  二、.鋰電池外包材料分:鋁殼鋰電池,鋼殼鋰電池,軟包電池;

 

  三、.鋰電池從正負(fù)極材料(添加劑)分:沽酸鋰(LiCoO2)電池或錳酸鋰(LiMn2O4),磷酸鐵鋰電池,一次性二氧化錳鋰電池;  另一分:鋰離子LIB,聚合物PLB

 

  四、.不同的性能用途方面分:

 

  一次性---鋰錳電池--扣式3伏電池

 

  高容量(高平臺(tái))--用在手機(jī)數(shù)碼產(chǎn)品上

 

  高倍率;---用在電動(dòng)車和電動(dòng)工具上及飛機(jī)模型

 

  高溫;---礦燈,室上燈飾,機(jī)器內(nèi)置后備電源;

 

  低溫;---室外環(huán)境,北方(冬天)南極;

 

  中國電動(dòng)車行業(yè)車用電池中用鋰電池主流是三種鐵鋰,錳鋰,三元。

 

  錳鋰 1.價(jià)格便宜。 2.低溫性能好,在零下負(fù)20度放電能有90%以上的效率。3.安全性能佳。

 

  但他 1.高溫度性能差 2.循環(huán)壽命低(一般正常使用壽命大概在300到400次) 3. 克比容量低(112) 4.倍率放電差(如車子上坡和快速啟動(dòng)時(shí)候,對(duì)該類電池影響很大)

 

  三元 1.價(jià)格是三種材料最貴的 2.容量高(150.可以節(jié)省體積) 3.循環(huán)壽命佳(600到700次) 4.倍率放電佳

 

  但他 1.安全性能是三個(gè)中最差的(特別是用鋼殼的) 2.目前中國電池行業(yè)對(duì)該材料的掌握還不成熟,用的不多.

 

  鐵鋰 1.價(jià)格中 2.容量中(130) 3.循環(huán)壽命高(1500次左右) 4.高溫性能好 5.倍率放電好

 

  但他 1.價(jià)格不便宜 2.低溫性能不好 3.在電動(dòng)汽車上才能充分體現(xiàn)其優(yōu)越的性能(能6分鐘充滿電,能20倍放電)

 

  工作原理

 

  首先糾正一個(gè)概念,鋰電池按照正負(fù)極使用的材料不同,通常分兩大類 :

 

  鋰金屬電池,也就是使用二氧化錳為正極材料,金屬鋰或其合金金屬為負(fù)極材料的電池;鋰離子電池,使用鋰合金金屬氧化物為正極材料,石墨為負(fù)極材料電池。

 

  鋰金屬電池其性質(zhì)不夠穩(wěn)定而且不能充電,所以不屬于二次電池。對(duì)于新能源汽車來講,我們平時(shí)說的鋰電池,就是指鋰離子電池。

 

  鋰離子電池主要由正極(含鋰化合物),負(fù)極(碳素材料),電解液,隔膜四個(gè)部分組成:

 

  電池充電時(shí),正極上鋰原子電離成鋰離子和電子(脫嵌),鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極,得到電子,被還原成鋰原子嵌入到碳層的微孔中(插入);

 

  電池放電時(shí),嵌在負(fù)極碳層中的鋰原子,失去電子(脫插)成為鋰離子,通過電解液,又運(yùn)動(dòng)回正極(嵌入);

 

  鋰電池的充放電過程,也就是鋰離子在正負(fù)極間不斷嵌入和脫嵌的過程,同時(shí)伴隨著等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌。鋰離子數(shù)量越多,充放電容量就越高。

 

  分類

 

  因正極材料不同,鋰離子電池主要分為:磷酸鐵鋰(LFP),鎳酸鋰(LNO),錳酸鋰(LMO),鈷酸鋰(LCO),以及鎳鈷錳酸三元鋰(NCM)、鎳鈷鋁酸三元鋰(NCA),負(fù)極材料主要采用石墨碳材料。

 

  技術(shù)路線

 

  基于上表,我們來理一理不同類型鋰電池在市場(chǎng)的應(yīng)用情況。

 

  先說說鈷酸鋰,作為鋰電池的鼻祖,當(dāng)然也可能是作為動(dòng)力電池先試試水,最先用在特斯拉Roadster上,但由于其循環(huán)壽命和安全性都較低,事實(shí)證明其并不適用作為動(dòng)力電池。為了彌補(bǔ)這個(gè)缺點(diǎn),特斯拉運(yùn)用了號(hào)稱世界上最頂尖的電池管理系統(tǒng)來保證電池的穩(wěn)定性。鈷酸鋰目前在3C領(lǐng)域的市場(chǎng)份額很大。

 

  第二是錳酸鋰電池,主要最先由電池企業(yè)AESC提出,這個(gè)AESC來頭可不小,是日產(chǎn)和日本電氣股份有限公司(NEC)的合資。錳酸鋰代表車型是為日產(chǎn)聆風(fēng),由于其價(jià)格低,能量密度中等,安全性也一般,具有所謂的較好綜合性能。所謂成也蕭何敗也蕭何,也是正因?yàn)檫@種不溫不火的特性,其逐步被新的技術(shù)所替代。

 

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