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
磷酸鐵鋰電池的這一方面具有分明的優點:在超過480攝氏度時,電池將被分析,能通過針刺、消防等苛刻的探測。
三元電池,以鎳-鈷-鋁(NCM)為例,在180攝氏度下被分析及釋放,出現更劇烈反應。
這局的結果很分明,磷酸鐵鋰電池勝利。
2.能量密度
磷酸鐵鋰電池放電電壓較低,僅為3.2V;而且壓實密度很低,僅為2.2~2.5左右,這導致磷酸鐵鋰電池的理論能量密度不高,僅為178wh/kg。
比亞迪,鋰的緊要制造商,今朝已經把單個電池的能量密度提高到147wh/公斤。
18650電池的能量密度為245wh/kg,特斯拉Model3中使用的20700電池未來非得高于能量密度300wh/kg。
許多國內加工商選擇的Ni-Co-Mn的(NCM)三元鋰電池技術線,它的理論能量密度為280wh/kg時,DJI無人駕駛飛行器使用的是NCM電池,目前80%的由UAV鋰電池由廣東的制造商供應。
此外,磷酸鐵鋰具有較低的壓實密度,這導致在相同電池容量下磷酸鋰的尺寸更大。
為了評估這兩個參數的能量密度和安全性,我們可以發現這兩個指標的能量密度和安全性是一對天敵,事實上,通過最簡單的物理和化學知識,我們可以知道能量密度越大,越不穩定,越不安全。
3.循環壽命
在評估這方面的表現時,我很頭疼。
以鋰鐵磷酸鹽作為一個例子,一些文章說,預期壽命為2000次,有些人會說,鋰電池的壽命能達到超過4000倍,甚至有文章表示其總循環壽命可達到20000次。
這些數據之間的差異使我頭暈目眩,要仔細篩選才能有正確的理解,后來發現上述陳述都有其道理,但他們使用了不同的評估標準。
說壽命惟有2000次,按照1C充放電倍率反復沖放,校準容量80%以下的電池容量被認為是壽命終止(這是一次極為嚴格的充放電探測,1C率表示充電1小時。
4,000次則更加有可能是在正常情況下,依據大量已經在路上行駛的車輛進行測量的結果。
最后所謂的20,000次是完全使用下的結果。
因為電池容量低于校準80%并不意味著電池完全沒用,畢竟有80%的容量,此時電池可以取下來分類使用,作為蓄電電池,合理電流合理的溫度合理使用環境可以實現重復充放電2萬次。
然而,磷酸鐵鋰的壽命分明長于三元電池。
三元電池在1C充放電速率下,反復充放電約800次,實際容量已低于額定容量的80%。
但實際使用并不是如此,由于磷酸鐵鋰電池的一致性是難以控制的,鋰電池的整體壽命會短一點,也沒有預期壽命可達到3倍大于三元電池
但無論要怎么樣,針對循環壽命這一項,磷酸鐵鋰勝。
4.成本
有人認為磷酸鐵鋰正極材料不使用稀有金屬,而三元電池則使用鈷、鎳等更昂貴的金屬,因此人們理所當然地認為磷酸鐵鋰的成本較低,這實際上是一種誤解。
磷酸鐵鋰的放電電壓為3.2V,三元電池放電電壓為3.7V,放電電壓越高意味著電池容量越大,這意味著在材料消耗相同的情況下三元電池的容量更大。
反之亦然:電池容量相同,三元電池消耗的原材料更少。
這種三元電池正在走向高氧化鋁、鎳和低鈷的技術路線,這減少了昂貴貴金屬的消耗。
但我們非得以動態的方式看待這兩者的成本,并意識到磷酸鋰的成本在碳酸鋰價格飆升之前略低于三元電池。
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