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新能源汽车分析【锂电池分类与磷酸铁锂优势】

导读: 未来的电动汽车应该以小里程、快充电的电动汽车为主。而目前家用车需要长续航的双模混合动力,以及公交市场的大续航纯电汽车。那么这样的车需要什么样的电池?

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作者:李梦阳

  电动汽车的心脏—电池

  本期笔者主要讨论电动汽车的心脏—电池。

  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)。

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