锂电池的分类及优缺点

电池的分类及优缺点
1.两大类锂电池    1
2.常用的四类动力锂电池    2
2.1.磷酸铁锂锂电池:    2
2.2.三元锂(三元聚合物锂电池):    2
2.3.镒酸锂电池:    3
2.4.钻酸锂电池:    4
3.磷酸铁锂电池的优越性    5
3.1.安全    5
3.2.高倍率放电寿命    5
3.3.温度适应性    6
4.能量密度    7
5.成本    7
5.1.概述    7
5.2.锂离子电池成本组成    8
5.2.1,材料成本    8
5.2.2.生产成本    8
5.2.3.管理费用    8
5.3.降低锂离子电池成本的途径和挑战    8
5.3.1.优化生产工艺    8
5.3.2.提高材料利用率    8
5.3.3.降低生产设备成本    9
5.4.锂离子电池未来发展方向    9
5.5.小结    9
1.两大类锂电池
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镒为正极材料、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。
2.常用的四类动力锂电池
通常我们说得最多的动力电池主要有磷酸铁锂电池、锦酸锂电池、钻酸锂电池以及三元锂电池(三元银钻镒)。
以上各类电池都有优缺点,大致归纳为:
2.1.磷酸铁锂锂电池:
磷酸铁锂电池,是一种使用磷酸铁锂1iFeP04)作为正极材料,碳作为负极材料的锂离子电池,单体额定电压为3.2V,充电截止电压为3.6V3.65V
充电过程中,磷酸铁锂中的部分锂离子脱出,经电解质传递到负极,嵌入负极碳材料;同时从正极释放出电子,自外电路到达负极,维持化学反应的平衡。放电过程中,锂离子自负极脱出,经电解质到达正极,同时负极释放电子,自外电路到达正极,为外界提供能量。
磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、安全性能好、自放电率小、无记忆效应的优点。
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)。
2.2.三元锂(三元聚合物锂电池):
三元聚合物锂电池,是指正极材料使用锲钻锌酸锂1i(NiCOMn)02)或者银钻铝酸锂的三元正极材料的锂电池,三元复合正极材料是以锲盐、钻盐、锦盐为原料,里面银钻镒的比例可以根据实际需要调整,三元材料做正极的电池相对于钻酸锂电池安全性高,但是电压太低,用在手机上(手机截止电压一般在3.0V左右)会有明显的容量不足的感觉。
锂离子电池是用锂作负极活性物质的化学电池。锂的标准电极电位最负,在金属中比重最轻,反应活泼性最高,因而锂电池的电动势和比能量很高,是一种重要的高能电池。锂电池的正极活性物质有氧化物、硫化物、卤化物、卤素、含氧酸盐等无机电极材料,如二氧化镒、二氧化硫、硫化铜、铭酸银、聚氟化碳、亚硫酰氯、碘等;也可以电子导电聚合物作正极材料,如聚乙快、聚此咯、聚嘎吩、聚咔哇等,又称为聚合物电池。锂电池的电解质为非水溶液、固体和熔融盐。非水溶液电解质由有机溶剂或非水无机溶剂加入无机盐组成,采用
的有机溶剂主要有碳酸丙烯酯、二甲基丙酰胺、乙懵、丁内酯等;非水无机溶剂有亚硫酰氯、液体二氧化硫等。无机盐有高氯酸锂、氯化铝锂、氟硼酸锂、澳化锂等。因锂和水接触立即发生激烈反应,所以不仅电解质不能采用水溶液,而且全部材料和零部件均需严格脱水,并可靠密封。锂离子电池作为一种集高能量密度和高电压为一体的储能装置,已广泛应用于移动和无线电子设备、电动工具、混合动力和电动交通工具等领域。
三元聚合物锂电池是指正极材料使用锂银钻锌或者银钻铝酸锂的三元正极材料的锂电池,锂离子电池的正极材料有很多种,主要有钻酸锂、锦酸锂、银酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中磷酸铁锂作为正极材料的电池充放电循环寿命长,但其缺点是能量密度、高低温性能、充放电倍率特性均存在较大差距,且生产成本较高,磷酸铁锂电池技术和应用已经遇到发展的瓶颈;锦酸锂电池能量密度低、高温下的循环稳定性和存储性能较差,因而锦酸锂仅作为国际第1代动力锂电的正极材料;而多元材料因具有综合性能和成本的双重优势日益被行业所关注和认同,逐步超越磷酸铁锂和镒酸锂成为主流的技术路线。三元材料的电芯代替了广泛使用的钻酸锂电芯,在笔记本电池领域广泛使用。
优点:能量密度高、振实密度高。
缺点:安全性差、耐高温性差、寿命差、大功率放电差、元素有毒(三元锂电池大功率充放电后温度急剧升高,高温后释放氧气极容易燃烧)。
2.3.镒酸锂电池:
锦酸锂电池是指正极使用锌酸锂材料的电池,锦酸锂电池其标称电压在2.5~4.2V,镒酸锂电池以成本低,安全性好而被广泛使用。
输出电压范围:2.5~4.2v标称容量:7500mAh
标准持续放电电流:0.2C
最大持续放电电流:IC
工作温度:充电:O45
放电:2060C
引线型号:国标线U13302/26#,线长50mm白线为IOKNTC
保护板参数:(各参数可根据客户产品设置)
过充保护电压/每串4.28±0.025V
过放保护电压2.4±0.1V
过流值:24A
优点:振实密度高、成本低。
缺点:耐高温性差,锦酸锂长时间使用后温度急剧升高,电池寿命衰减严重(比如日产电动车1EAF)
2.4.钻酸锂电池:
钻酸锂电池结构稳定、容量比高、综合性能突出、但是其安全性差、成本非常高,主要用于中小型号电芯,广泛应用于笔记本电脑、手机、MP3/4等小型电子设备中,标称电压3.7V
标准放电持续电流:0.2C
最大放电持续电流:0.5C
工作温度:充电:045
放电:-20~60°C
产品尺寸:MAX15*29*51mm
成品内阻:≤180mΩ
引线型号:国标线U11571/26#,线长IOOmm
保护参数:过充保护电压/每串4.28±0.025V
过放保护电压24±0.1V过流值:3~7A
通常用于3C产品,安全性极差,不适合做动力电池。
理论上,我们需要的电池应该是能量密度高、体积密度高、安全性好、耐高温低温、循环寿命长、无毒无害、可大功率充放电,聚所有优点为一体而且低成本。但目前并不存在这样的
电池,那么在不同种类电池的优缺点中就需要取舍。而且,不同的电动车对电池的需求点也是不同的,因此只有立足于长远地对电动汽车作出判断,才能有利于我们正确地判断电池路线的选择。

本文发布于:2024-09-20 16:48:15,感谢您对本站的认可!

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