電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
在環保及政策多重影響下，新能源汽車，特別是電動車銷量節節攀升，增速飛快。
但在快速發展的背后，關于電動車的評論始終伴隨著褒貶不一的聲音，例如節能但購置成本太高，環保但續航不行等，其實這些矛盾體的決定因素是電動車的核心部件“三電”——動力電池，電機、電控。
而在“三電”中，動力電池又扮演著最緊要的角色，正所謂“巧婦難為無米之炊”，即使電控、電機技術再先進，作為動力源頭的電池性能不行，整車性能必將大打折扣。本文將簡單探討下電池主要基礎參數。
一、電池簡史
電池的最早發展可追溯到1800年，意大利科學家伏打（Volta）研制成功了伏打電池，這個是世界上第一個能夠實際使用的電池。1859年法國科學家普蘭特（Plante）發明了鉛酸電池，這是世界上第一個可充電的電池。
其后科學技術水平不斷提高，推動著各種電池的萌生，20世紀50年代堿性鋅-錳干電池問世，60年代燃料電池研制成功，70年代各種鋰離子電池開發成功，80年代氫-鎳電池問世以及90年代出現鋰電池，電池技術迎來“井噴”式發展。
而本文探討的電動車所采用的鋰電池（下文簡稱鋰離子電池）也正是源于這段發展期。鋰離子電池的發展也經歷過一段“坎坷”摸索時期，大致發展分一下三個階段：
第1階段，因負極材料是鋰金屬及其合金，且不可充電，因此該階段鋰離子電池，更確切的表達是鋰金屬一次電池；
第2階段，負極材料仍是鋰金屬及其合金，但正極材料由MoS2等嵌入化合物代替過渡氧化物，實現了鋰離子在電池正負極往復遷移運動，即可重復充放電，因此該階段鋰離子電池實質是鋰金屬二次電池；
第3階段，負極材料是石墨、焦炭等導電電極，正極材料是含鋰化合物，例如嵌鋰過渡金屬氧化物、嵌鋰金屬硫化物、含鋰鹽類化合物。該階段鋰離子電池，本質上是今朝我們所稱作的鋰電池。
二、鋰離子電池結構
鋰離子電池主要結構分為，正極、負極、電解液、隔膜及外殼。
（1）正極
特點：穩定電化學能、不易分析結構、越高越好的比容量。
分類（商用）：磷酸鐵鋰（LFP）、鈷酸鋰（LCO）、錳酸鋰（LMO）
三元材料：鎳錳鈷酸鋰（NCM）、鎳錳鋁酸鋰（NCA）
正極材料占鋰離子電池成本30~40%，筆直影響電池性能，甚至今朝市場上鋰離子電池分類就是按照正極材料分的，可見正極材料對鋰離子電池的緊要性。
（2）負極
特點：高比容量、較好充放電可逆性、較鋰電極電勢更低。
分類（商用）：目前以碳材料石墨類為主（比容量有限）
將來硅-碳復合材料是趨勢（比容量大，是一般石墨材料2~3倍）
（3）電解液
特點：高離子電導率、寬電化學穩定窗口、不與電極發生反應、安全、無毒、無污染。
組成：溶劑（30%）：碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯等
溶質（50%）：鋰鹽（LiPF6、LiBF4等）添加劑（10%）、其他（10%）。
三、鋰離子電池參數
（一）電池容量C：在一定條件下，電池放出的電荷量，單位：mAh或Ah。
依據使用條件電池容量可分為：
理論容量：假設活性物質完全被利用，電池可釋放的電量。
額定容量：試驗室條件下，滿充電池可釋放的電量。
實際容量：實際使用環境（但符合電池規定使用條件），滿充電池可釋放的電量，小于額定容量
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