電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
據外媒近日報道,LG化學公司已開始在中國南京的工廠大規模加工特斯拉Model 3使用的NCM 811電池。Model 3將是第一款使用該類型電池的轎車型號。而在與特斯拉簽訂合同之前,LG化學已經將其811三元電池用于電動大巴車。有業內人士認為,選擇 811三元電池可保證Model 3續航里程的最大化。
有研究報告聲明,811三元電池在全球的市場份額正在逐步增加,日漸普及。在中國市場,811三元電池市場份額已達4%。目前國內蔚來ES6、2020款小鵬G3、合眾U等都采用了寧德時代的811電池;國外方面,大眾曾表示,2021年起,將使用811電池。
811三元電池的“AB面”
先來知道一下什么是811。這三個數字指的是三元鋰離子電池當中鎳、鈷、錳三種金屬材料的比例,之前還有“523”、“622”等比例。811電池算得上三元鋰離子電池中的“高配版本”。鎳的比重越高電池能量密度就越高,但隨著鎳比重的增大,電池的安全性也就越低。而鈷元素可以提高電池的穩定性,以及增加電池的循環壽命,但它的價格是三種元素中最貴的。
A面:鎳的成分高代表著反應活躍,電池釋放的“能量”也多,并且在同等容量下帶來更多的能量密度。眾多車企之所以選擇811電池的一個很大原由,就是因為該電池能夠在同等電池容量的情況下,帶來更高的能量密度、更長的續航里程。
B面:811三元電池的元素配比決定了其在能量密度極高的同時,也帶來了安全上的風險。因為在能量密度和續航里程都要求較高的前提下,安全會先被忽略。
一直以來,811三元電池安全與續航的不平衡都是業內爭執的焦點。
安全性遭質疑
同樣的電池容量,能夠帶來更高的能量密度和更長的續航里程,讓811電池成為眾多車企及造車新勢力的追捧對象。但由此帶來的安全隱患也導致了電動車起火事件頻發。據不完全統計,截至目前,2019年已發生20多起新能源汽車起火事件,讓消費者對于新能源汽車的安全性萌生懷疑。“雖然811三元電池的能量密度高,但是如果安全問題得不到處理,也沒有人會敢用。”業內相關專家表示。
一般來說,對于安全性要求比較高的車型(比如電動大客車),其電池包很少用三元材料電池。因為要進行強檢,非得做的探測項目是熱失控探測,而三元材料的電池無法通過測試。乘用車的電池包不做這項熱失控實驗,原由是通不過探測。
為了提高電池的續航里程,很多企業都在增加電池包的帶電量,用低電量走更多距離,由此帶來一系列問題。畢竟電池系統的空間有限,想要提高電池的能量密度,就要把材料潛力發揮到最大,安全性和壽命無法得到保證。
要怎么樣保證穩定性控制熱失效?
保證811三元電池的安全性主要是處理它穩定性差和熱失控的問題。
第一,合理的設計和布局是811三元電池保證電芯熱穩定的前提。電芯排列設計合理,能有效避免電芯內部發生結晶、穿刺、油液滲漏等問題。此外,在電芯布局時為膨脹留有空隙,可有效防止電芯內部發生膨脹。
第二,更高效的電池恒溫系統。例如,合眾U使用的是液冷冷卻系統系統,可以保證電池組內部恒溫,溫度差不大于3℃。該電池恒溫系統寒冷環境下迅速加溫,炎熱環境下迅速降溫。據悉,合眾U電池組從-30℃加熱到15℃需0.7小時,而從55℃降至35℃需0.5小時,且恒溫系統能耗控制在5%以下。
小結:電池技術發展的腳步不會停止。811三元電池能量密度相對更高,并且能夠很好地平衡續航與成本,或許會成為電動車電池的首選。發展811電池也將成為將來的市場趨勢。當然,在重視能量密度提升的同時,也不能忽視電池的安全性和循環次數,對鋰離子電池材料的匹配、電池模塊結構、電池系統集成,以及充電辦法等方面進行改進。
原標題:將來已來?811三元電池時代的另一種解讀
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