目前在新能源汽车上有两个主流的电池技术路线,磷酸铁锂电池和三元锂电池,虽然这两种电池在众多应用领域展开竞争,但是以在新能源汽车领域的竞争为主线,因为这是国内比较大的锂电池应用场景,既然要竞争,必然有比较,电池性价比的比较通过车的价格就可以进行了,而从性能上比较三元锂电池和磷酸铁锂电池哪个好,就要通过设置条件,得出两种电池的实际参数来说明了。根据相关实验室、新能源汽车厂家、动力电池生产厂家的实验,虽然每家的测试不免存在具体参数上的细微差别,但对于两种电池性能优劣性的判断趋于一致。为此,我们取代表性的参数来进行比较。1.客车选比亚迪、轿车选特斯拉。这说的是二者体积上的差别。从目前的技术来看,三元锂电池的能量密度普遍在200Wh/kg,未来可能达到300Wh/kg;而磷酸铁锂电池目前基本上徘徊在100~110Wh/kg,个别的可以达到130~150Wh/kg,但要突破200Wh/kg难度很大。因此,三元材料动力电池可以比磷酸铁锂提供多出一倍的空间来,这一点对于空间有限的轿车很重要。特斯拉生产三元锂电池,比亚迪生产磷酸铁锂电池,故有“客车选比亚迪,轿车选特斯拉”之说。2.同样因为能量密度大,重量也小很多。
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锂电池价格的影响因素一、电芯的选型:一是不同材料体系电芯的选型会影响到整个锂电池价格。锂电池根据正极材料的不同,会有锰酸锂()、钴酸锂()、镍钴锰酸锂(俗称三元,)、磷酸铁锂()、钛酸锂()等多种材料体系的电芯,其不同材料体系的电芯,其电压平台、安全系数、循环使用次数、能量密度比、工作温度等都不相同。二是不同品牌的电芯的价格也会相差很大,总的价格梯度可分为:特种电芯(包括**温、超高温、超高倍率、异型)、日系(松下、三洋、索尼)、韩系(三星、LG)、国产(国产又分为**(力神、比克、比亚迪、ATL)、二线,甚至可以分到五线、六线),同材料体系而不同品牌的电芯,价格差异也会非常之大,而且通过市场优胜劣汰出来的各品牌电芯的品质(安全型、一致性、稳定性)基本上是与价格成正比的。二、锂电池PCM的需求和设计PCM设计可分为:基本保护、通讯、BMS基本保护:基本保护含过充、过放、过流和短路保护,可以根据产品需求增加过温保护等通讯:通讯协议可分为I2C、RS485、RS232、CANBUS、HDQ、SMBUS等,还有简单的电量显示,可以采用加电量计采用LED指示。BMS:BMS是BATTERYMANAGEMENTSYSTEM的***个字母简称组合,称之谓电池管理系统。
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重量轻和占用空间小决定了三元锂电池新能源汽车耗电更少,因而速度更快,续航能力更强。所以,轿车选用三元锂电池可以跑的更远,而磷酸铁锂新能源汽车目前基本上还是用于城市大巴,因为一次续航不远,需要在不长的距离内有充电桩可以充电。3.当然,客运大巴采用磷酸铁锂电池更**的则是基于安全上的考虑。特斯拉轿车起火***不止一起了,原因在于:特斯拉的电池组由7000块左右的18650三元锂电池组成,这些单位的电池或者整个电池组如有内部短路会产生明火,遇到极端的碰撞***,短路引致起火。而磷酸铁锂的材料遇到短路则不会燃烧,耐高温性能比三元锂电池优越的多。4.磷酸铁锂电池虽然耐高温,但三元锂电池耐低温性能更好,是制造低温锂电池的主要技术路线,在零下20°C时,三元锂电池能够释放,而磷酸铁锂电池只能释放,且由于在低温条件下,三元锂电池的放电平台远远高于磷酸铁锂电池电压平台启动也更快。5.充电效率,三元锂电池更高。锂电池充电是采用限流限压法,即在***阶段做恒流充电,此时电流大,效率高。恒流充电达到一定电压后,进入第二阶段恒压充电,此时,电流小,效率低。因此,衡量二者充电效率就用恒流充电电量与电池总容量的比值,称为恒流比。
属于零应变材料(体积变化小于1%),不生成传统意义的SEI膜;安全性高。其插锂电位高,不生成枝晶,且在充放电时,热稳定性极高;可快速充电。目前限制钛酸锂使用的主要因素是价格太高,高于传统石墨,另外钛酸锂的克容量很低,为170mAh/g左右。只有通过改善生产工艺,降**作成本后,钛酸锂的长循环寿命、快充等优势才能发挥作用。结合市场及技术,钛酸锂比较适合用于对空间没有要求的大巴和储能领域。相关研发企业:珠海银隆、四川兴能、湖州微宏动力有限公司、深圳贝特瑞新能源材料股份有限公司、湖南杉杉新材料有限公司以及安徽和深圳周边的多家规模较小的钛酸锂生产厂家。3石墨烯石墨烯自2010年获得诺奖以来,广受全球关注,特别在中国。国内掀起了一股石墨烯研发热潮,其具诸多优良性能,如透光性好,导电性能优异、导热性较高,机械强度高。石墨烯在锂离子电池中的潜在应用有:作负极材料。石墨烯的克容量较高,可逆容量约700mAh/g,高于石墨类负极的容量。另外,石墨烯良好的导热性能确保其在电池体系中的稳定性,且石墨烯片层间距大于石墨,使锂离子在石墨烯片层间扩散通畅,有利于提高电池功率性能。由于石墨烯的生产工艺不成熟,结构欠稳定。
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目前主要是加入了一些添加剂使其成为凝胶电解质,以改善电导率。这也只是增加了离子电导,不似锂电池的电导率保持一个稳定的值,而不会受辅助材料质量的影响。6、容量:聚合物电池的容量并无有效提升,与标准容量的锂电池相比还有所减少。7、制造工艺:聚合物电池越薄越好生产,锂电池越厚越好生产,这使得锂电池在应用上可拓展领域更多。8、价格:这是决定二者市场容量的关键因素,目前,市场上聚合物电池价格普遍高于锂电池,这影响到二者的市场容量,前者与后者之比是1:9。很难***的说聚合物电池和锂电池哪个好,它们各有千秋,如果非要说个结论,则聚合物电池在小型应用上多些,而锂电池在大型应用上更有前途,如果聚合物电池能够突破价格和设计的局限性,或许**了电池发展趋势,因其环保和安全性更符合潮流。辽宁电池组18650锂电池***的选择
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