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动力锂离子电池的种类以及优缺点解析

编辑:欧模电池商城 发表时间:2021-09-10 浏览量: 63

动力锂离子电池的种类以及优缺点解析
动力锂离子电池常被称作是电池组,本质上来说,电池组就是靠一个个单个的电池芯组成的。首先,一定数量的电池芯会被组合到一起形成电池模组,然后多个电池模组再被组合到一起形成电池组。这样的组成形式有利于对电池进行统一管理与监控,同时具有不错的安全性。
电池芯、电池模块与电池组三者之间的关系。
对动力锂离子电池有了大概的认识之后,我们再聊电池的种类就比较清楚了。说是电池种类,其实严谨一些应当说是电芯的种类。前面讲到电池组是由一个个电池芯组成的,电池芯的种类就决定了电池组的形态、续航能力、充放电效果等。
首先,按照结构划分,电池芯可以分为圆柱电池、方壳电池以及软包电池。目前这三种结构电池芯在新能源车型上都有使用,比如特斯拉旗下车型都采用圆柱电池,日产Leaf(聆风)
则采用的是软包电池。
圆柱电池、方壳电池与软包电池典型形态。
圆柱电池应当是我们最容易想象到的结构,因为日常生活中我们最常接触的电池形式就是这种圆柱形。同我们常见的5号、7号电池类似,车用圆柱电池也具有特定的规格型号,比如18650、21700型号等,其中前两位数字表示圆柱电池的直径,18即代表18mm。三四位表示圆柱电池的高度,最后一位0则表示电池为圆柱形态。
这种圆柱电池最早是由索尼(SONY)公司设立标准并制造的,如今这种电池已经广泛使用在了新能源汽车范畴。
因为圆柱电池具有统一的规格,因此设计打包成模组非常方便,但是其能量密度因为规格限制会受到影响。
方壳电池通常指具有铝制或钢制外壳方形电池,这种电池没有统一的规格限制,可以依据客户要求进行定制,相对来说,这种电池能量密度较高,重量较轻,但是长时间使用后其边角处电解液化学性能退化会比较分明,影响电池性能。
软包电池,顾名思义其电池外壳是由一层铝塑膜包装而成,因此设计较为灵活,可以随意改变形状、薄厚,打包成模组较为灵活方便。另外,这种电池重量轻、能量密度高、循环性好。安全方面也要比方壳电池和圆柱电池要高,是目前发展潜力较大的一种电池结构。
采用软包电池的日产Leaf电池包,可以看到其电池模块并不统一,摆放方向也不一致,电池组呈现出来的形态呈现不规矩形。
上面是按照电池的形态划分,倘若按照电池材料划分的话,电芯有磷酸铁锂、镍钴锰三元锂等不同类型,这里的材料指的是电池的正极材料,负极材料目前紧要以石墨为主,硅碳负极因为能够极大拓展电池能量密度因此具有很高的关注度,是目前电池发展方向之一。
拿目前常见的磷酸铁锂离子电池和三元锂离子电池比较,两者属于优点互补,一方面磷酸铁锂具有较高的安全性,但是其循环寿命以及能量密度都较差一些。另一方面,三元锂离子电池具备较高的能量密度、循环寿命以及抗低温衰减能力,但是其安全性相对要低一些,至今我国依然规定三元锂离子电池不能使用在大巴等商用车上。
不过也不用担心,无论是磷酸铁锂离子电池还是三元锂离子电池,使用之前都会经过火烧、碰撞、穿刺等安全探测。通过合理的电池管理系统以及温度控制系统,三元锂离子电池的安全性还是可以得到保障的。
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