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三元锂电池的优点

三元锂电池的优点
三元锂电池的优点

三元锂电池的优点

三元聚合物锂电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂,是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整。

一、电池的能量密度高。电池的能量密度也就是电池平均单位体积或质量所释放出的电能。电池的能量密度越大,单位体积内存储的电量越多。比亚迪磷酸铁锂电池的单体能量密度为150Wh/kg,比亚迪三元锂电池能量密度则达到了200Wh/kg。

二、循环性能好。

当进行900次的充放电循环后,电池容量就基本衰减到了55%。但如果每次电池充放电都控制在0%-50%或者25%-75%的循环中工作,即使经过3000次的充放电循环,电池容量基本还能能够保持在70%左右。但这同样需要优秀的电池管理系统。

500次左右。不过,磷酸铁锂电池有一个致命的缺点,那就是低温性能较差,即使将其纳米化和碳包覆也没有解决这一问题。研究表明,一块容量为3500mAh的电池,如果在-10℃的环境中工作,经过不到100次的充放电循环,电量将急剧衰减至500mAh,基本就报废了。所以在北方,这种电池的工况实在是让人担忧的。

三、电池寿命长。

按三元里电池循环1000次来计算,三天一次完全充放电,使用寿命达到8.3年,即使有损耗过程,同样可以达到7年多。

针对三元锂电池安全性能上的缺点,对策如下:

三元锂电池弱点在于稳点性较差,如果内部短路或是正极材料遇水,都会有明火产生。磷酸铁锂电池则要稳定许多,电池板就算是穿刺、短路也不会爆炸燃烧,遭到350℃的高温也不会起火,三元锂电池在180-250℃就扛不住了。所以在安全性能上,磷酸铁锂电池略胜一筹。

所以三元锂电池都会有一层钢壳保护,还有过充保护(OVP)、过放保护(UVP)、过温保护(OTP)、过流保护(OCP),拥有一整套电池管理系统,能够将活性更高的三元锂电池管理地更好。

元锂电池的优点和缺点

三元锂电池的优点和缺点 2016-01-07 作者:宇宁来源:中国客车网 三元聚合物锂电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)三元正极材料的锂电池,三元复合正极材料前驱体产品,是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰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钴酸锂电池安全性高,但是电压太低,用在手机上(手机截止电压一般在左右)会有明显的容量不足的感觉。 优点 从2014年初以来,三元材料锂电池各方面不断改性,循环次数不断增加,目前适当增加成本,已经可以达到1500次以上,而且三元材料的锂电池安全性能也在不断改善,越来越向磷酸铁锂靠近。近两年新出现的镍钴铝新三元材料,虽然在电池制造过程中对环境要求较高,但是其稳定性与安全性进一步提高,为多家电池厂所认可、试产。 1、电压平台高。电压平台是电池能量密度的重要指标,决定着电池的基本效能和成本,因此对电池材料的选用,有重要的意义。电压平台越高,比容量越大,肯定同样体积、重量,甚至同样安时的电池,电压平台比较高的三元材料锂电池续航里程更远。三元材料的电压平台明显比磷酸铁锂高,高线可以达到伏,放电平台可以达到或者伏。 2、能量密度高 3、振实密度高 缺点 1、安全性差 2、耐高温性差 3、寿命差 4、大功率放电差 5、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)

八月份公告中都有哪些新面孔客车品牌? 2018-08-09 作者:寒玉来源:中国客车网 2018年8月初,工信部按例发布了道路机动车辆生产企业及产品(第310批)和《新能源汽车推广应用推荐车型目录》(2018年第8批)。中国客车网了解到,《公告》涉及到的客车品牌比较丰富,宇通、东风、申龙、中通、金旅、中车电动、福田欧辉、北方、比亚迪、金龙、海格、珠海银隆等企业都有申报,此外,还有不少半生不熟和完全不熟的品牌列入公告。 今天,我们就来扒一扒,这些生面孔的客车品牌和企业。 各品牌渊源不完整版 凌河牌 辽宁凌源凌河汽车制造有限公司建于2007年,前身是成立于1959年的辽宁省凌源新生联合企业公司,2016年凌河汽车经中国航天科技集团有限公司下属北京发射技术研究所和航天投资控股有限公司共同注资重组。 现已形成商用车、专用车、纯电动乘用车三大产品为主线的汽车产业园,占地面积1005亩,规划建筑面积万平方米、具有10万辆整车产能,现官网自称为航天凌河汽车。 (名字好霸气……) 宏远牌 东莞中汽宏远汽车有限公司成立于2013年,注册资本亿元,主要生产6-12米纯电动城市公交车、纯电动商务客车、纯电动物流车、纯电动豪华团体车等新能源汽车产。

动力电池基础知识普及讲解

锂电池基础的方方面面介绍 目录 1. 锂电池的构成 2. 锂电池的优缺点 3. 锂电池的分类 4. 常用术语解释 5. 锂电池命名规则 6. 锂电池工艺 7. 锂电池成组和串并联 8. 各种动力电池对比 9. 锂电池模型 10. 锂电池电气特性与关键参数 11. 锂电池保护和管理系统 12. 锂电池应用领域 13. 锂电池相关标准

(一)锂电池的构成 锂电池主要由两大块构成,电芯和保护板PCM(动力电池一般称为电池管理系统BMS),电芯相当于锂电池的心脏,管理系统相当于锂电池的大脑。 电芯主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜和外壳构成,而保护板主要由保护芯片(或管理芯片)、MOS管、电阻、电容和PCB板等构成。 锂电池的产业链结构如下图: 电芯的构成如下面两图所示:

锂电池的PACK的构成如下图所示:

●(二)锂电池优缺点 锂电池的优点很多,电压平台高,能量密度大(重量轻、体积小),使用寿命长,环保。锂电池的缺点就是,价格相对高,温度范围相对窄,有一定的安全隐患(需加保护系统)。 ●(三)锂电池分类 锂电池可以分成两个大类:一次性不可充电电池和二次充电电池(又称为蓄电池)。 不可充电电池如锂二氧化锰电池、锂-亚硫酰胺电池。 二次充电电池又可以分为下面根据不同的情况分类。 1.按外型分:方形锂电池(如普通手机电池)和圆柱形锂电池(如电动工具的18650);2.按外包材料分:铝壳锂电池,钢壳锂电池,软包电池; 3.按正极材料分:钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、三元锂(LiNixCoyMnzO2)、磷酸铁锂(LiFePO4); 4.按电解液状态分:锂离子电池(LIB)和聚合物电池(PLB); 5.按用途分:普通电池和动力电池。 6.按性能特性分:高容量电池、高倍率电池、高温电池、低温电池等。

各种储能系统优缺点对比

史上最全储能系统优缺点梳理 谈到储能,人们很容易想到电池,但现有的电池技术很难满足电网级储能的要求。实际上,储能的市场潜力非常巨大,根据市场调研公司Pike Research 的预测,从2011年到2021年的10年间,将有1220亿美元投入到全球储能项目中来。而在大规模储能系统中,最为广泛应用的抽水蓄能和压缩空气储能等传统的储能方式也在经历不断改进和创新。今天,无所不能(caixinenergy)为大家推荐一篇文章,该文章分析了目前全球的储能技术以及其对电网的影响和作用。 现有的储能系统主要分为五类:机械储能、电气储能、电化学储能、热储能和化学储能。目前世界占比最高的是抽水蓄能,其总装机容量规模达到了127GW,占总储能容量的99%,其次是压缩空气储能,总装机容量为440MW,排名第三的是钠硫电池,总容量规模为316MW。 全球现有的储能系统 1、机械储能 机械储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等。 (1)抽水蓄能:将电网低谷时利用过剩电力作为液态能量媒体的水从地势低的水库抽到地势高的水库,电网峰荷时高地势水库中的水回流到下水库推动水轮机发电机发电,效率一般为75%左右,俗称进4出3,具有日调节能力,用于调峰和备用。 不足之处:选址困难,及其依赖地势;投资周期较大,损耗较高,包括抽蓄损耗+线路损耗;现阶段也受中国电价政策的制约,去年中国80%以上的抽蓄都晒太阳,去年八月发改委出了个关于抽蓄电价的政策,以后可能会好些,但肯定不是储能的发展趋势。 (2)压缩空气储能(CAES):压缩空气蓄能是利用电力系统负荷低谷时的剩余电量,由电动机带动空气压缩机,将空气压入作为储气室的密闭大容量地下洞

18650锂电池与软包锂电池的区别

18650锂电池与软包锂电池的区别 18650锂电池与软包锂电池从外观看的话最直观的区别就是18650锂电池是圆柱形的钢壳电池,大小尺寸基本是一样的,而软包锂电池是可以是任意形状和尺寸的外形,外壳是铝塑膜包装的电池。18650锂电池与软包锂电池的区别从内在来看的话就是使用的材料如电解液、导电剂、电极配方比例等方面是不同的,同时在生产工艺方面也是不同的。 一、18650锂电池与软包锂电池电解质的区别 18650锂电池与软包锂电池虽然外形和内部结构有所不同,但是这两种电池的原理基本一样。两种电池都有正极、负极以及电解液,正极材料一般为钴酸锂、镍钴锰酸锂(三元材料)、磷酸铁锂或锰酸锂等,负极材料一般为石墨,电解液则为六氟磷酸锂溶液。 作为目前市场上两种主流的锂电池,18650锂电池和锂聚合物软包电池按外壳封装材质而区分。18650锂电池一般是钢外壳封装(18表示直径为18mm,65表示长度为65mm,0表示为圆柱形电池),内部电极片与隔膜的结构是卷绕式。锂聚合物软包电池外包装使用的是铝塑膜,内部电极片与隔膜是层叠式(一层一层堆叠起来)。 18650锂电池与软包锂电池主要的区别在于电池内部材料电解质的形态不同:锂聚合物软包电池内部的电解质采用的是聚合物,一般为凝胶或者固态,而18650锂电池内部的电解质一般是液态。 二、18650锂电池与软包锂电池的优缺点和应用领域不同 18650锂电池和锂聚合物软包电池各有优缺点。目前,18650锂电池生产自动化程度高,电池的一致性、安全性均达到了较高水准,加上电池本身体积小、重量轻,使其在系统开发的模块化以及标准化程度上均具有独特优势。很多人认为,采用18650锂电池作为新能源电动汽车的动力之源,在现阶段是更优的选择。 与18650锂电池相比,锂聚合物软包电池单体容量较高,而且具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点(可以制作出0.33mm、0.50mm等型号的超薄电池),其主要缺点在于一致性较差、机械强度差。基于锂聚合物软包电池的特点,锂聚合物软包电池正越来越多地被用在手机、笔记本电脑、移动电源等领域。但是,由于胶体(或固态)电解质的导电性不太好,内阻较大,锂聚合物软包电池现在很少应用在电动汽车上。 但是,18650锂电池也有无法回避的缺点,那便是单体容量较低(普遍在 2~4Ah左右)。这让18650锂电池在应用时所需的电池数量非常多,保持电芯一致性、电池散热的电池管理系统也更为复杂。 三、18650锂电池与软包锂电池大电流放电性能不同 在锂电池倍率大电流放电性能方面,软包锂电池可以做到比18650锂电池更高的倍率,同时大电流放电稳定性能方面,软包锂电池的性能更加好的。在同等放电要求和容量方面,软包锂电池可以根据产品电池仓空间形态而定制相应的形状电池,实现更加轻便的形式。

新能源汽车各种电池详细解释

随着国家对新能源汽车行业扶植力度的加大,越来越多的新能源汽车走进大众的视野。很多汽车品牌强势进军新能源汽车领域,使得新能源汽车技术不断成熟、供消费者选择的车型也越来越多,加上新能源汽车经济实用、绿色环保的特点,越来越多的家庭和企业将新能源汽车作为买车、换车的第一选择。 新能源汽车江湖有句话:“新能源汽车,得电池者得天下”。动力电池技术成了关乎一台新能源汽车性能的关键,因此本期文章,知科君为大家普及一下新能源电动汽车最重要的核心部件---汽车动力电池 首先我们了解下电池,总称为化学电池,现阶段我们将总类的化学电池可以分为; 一次电池,也称干电池,即不能够再充电的电池,如生活中常用的5号碱性电池; 二次电池,即可充电的电池,这也是汽车动力电池最基本的要求; 燃料电池,指正负极本身不含活性物质,活性材料连续不断从外部加入,如氢燃料电池; 对于新能源汽车动力电池,我们主要关注化学电池中的二次电池和燃料电池,也就是有两条技术路线。一条是以锂电池为主要研究方向的二次电池,目前发展迅速可谓“炙手可热”;另一条是一直被寄予厚望的以氢燃料为主要研究方向的燃料电池, 氢燃料电池,目前与二次电池比起来,有一个很大的优势,就是可以在很快时间(五分钟左右)给电池加满燃料,而不是等上几个小时来充满电。氢燃料电池充入的是氢气,而最终产生水分,也没有废旧电池回收的问题,可以说是真正的新能源汽车,但由于氢的来源问题还未实现大规模量产和工业化应用、以及最重要的安全、储存等方面因素,目前发展还是很大的瓶颈,不如二次电池发展的成熟。

在二次电池中,就目前锂电池无论在能量密度,循环寿命和环保性能上都具有很大的优势,是目前动力电池的首选,动力电池技术成了关乎一台新能源车型性能的关键,因此很多车企纷纷押宝在新能源电池领域。目前市面上主流的新能源电动汽车电池种类大致归为铅酸电池、镍氢电池、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂以及三元锂(镍钴锰酸锂)等几大门类。今天知科君就带大家从目前市场上动力电池的主流技术路线。去研究研究关于动力电池中的各种门道,看看这些电池都有什么优缺点!哪种才是适合咱们家用的电池类型。 铅酸电池 优点:成本低、低温性较好,价比高 不足:能量密度低、比功率低、寿命特别短、体积大、安全性差 作为比较成熟的技术,因其成本较低,而且能够高倍率放电,性价比高、依然是可供大批量生产的电动车用电池、如电动自行车、摩托车、低速电动车及老年代步车。但是铅酸电池的比能量、比功率和能量密度及使用寿命都很低,以此为动力源的电动车不可能拥有良好的车速及较高的续航里程、因此一般只能用于低速车的使用。 铅酸图片 镍氢电池 优点:价格低廉、技术成熟、寿命耐用性长

浅析磷酸铁锂电池的优点及缺点

本文摘自再生资源回收-变宝网(https://www.wendangku.net/doc/a56439710.html,)浅析磷酸铁锂电池的优点及缺点 磷酸铁锂电池的全名是磷酸铁锂锂离子电池,这名字太长,简称为磷酸铁锂电池。由于它的性能特别适于作动力方面的应用,则在名称中加入“动力”两字,即磷酸铁锂动力电池。也有人把它称为“锂铁(LiFe)动力电池。 一、工作原理 磷酸铁锂电池,是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。 二、意义 金属交易市场,钴(Co)最贵,并且存储量不多,镍(Ni)、锰(Mn)较便宜,而铁(Fe)存储量较多。正极材料的价格也与这些金属的价格行情一致。因此,采用LiFePO4正极材料做成的锂离子电池应是挺便宜的。它的另一个特点是对环境环保无污染。 作为充电电池的要求是:容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流充放电、电化学稳定性能、使用中安全(不会因过充电、过放电及短路等操作不当而引起燃烧或爆炸)、工作温度范围宽、无毒或少毒、对环境无污染。采用LiFePO4作正极的磷酸铁锂电池在这些性能要求上都不错,特别在大放电率放电(5~10C 放电)、放电电压平稳上、安全上(不燃烧、不爆炸)、寿命上(循环次数)、对环境无污染上,它是最好的,是目前最好的大电流输出动力电池。 三、结构与工作原理

LiFePO4作为电池的正极,由铝箔与电池正极连接,中间是聚合物的隔膜,它把正极与负极隔开,但锂离子Li可以通过而电子e-不能通过,右边是由碳(石墨)组成的电池负极,由铜箔与电池的负极连接。电池的上下端之间是电池的电解质,电池由金属外壳密闭封装。 LiFePO4电池在充电时,正极中的锂离子Li通过聚合物隔膜向负极迁移;在放电过程中,负极中的锂离子Li通过隔膜向正极迁移。锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回迁移而命名的。 四、主要性能 LiFePO4电池的标称电压是3.2V、终止充电电压是3.6V、终止放电压是2.0V。由于各个生产厂家采用的正、负极材料、电解质材料的质量及工艺不同,其性能上会有些差异。例如同一种型号(同一种封装的标准电池),其电池的容量有较大差别(10%~20%)。 这里要说明的是,不同工厂生产的磷酸铁锂动力电池在各项性能参数上会有一些差别;另外,有一些电池性能未列入,如电池内阻、自放电率、充放电温度等。 磷酸铁锂动力电池的容量有较大差别,可以分成三类:小型的零点几到几毫安时、中型的几十毫安时、大型的几百毫安时。不同类型电池的同类参数也有一些差异。 五、过放电到零电压试验: 采用STL18650(1100mAh)的磷酸铁锂动力电池做过放电到零电压试验。试验条件:用0.5C充电率将1100mAh的STL18650电池充满,然后用1.0C放电率放电到电池电压为0C。再将放到0V的电池分两组:一组存放7天,另一组存放30天;存放到期后再用0.5C充电率充满,然后用1.0C放电。最后比较两种零电压存放期不同的差别。

锂电池的特点与特性

锂电池的特点与特性(聚合物) 根据锂离子电池所用电解质材料的不同,锂离子电池分为液态锂离子电池(Liquified Lithium-Ion Battery,简称为LIB)和聚合物锂离子电池(Polymer Lithium-Ion Battery, 简称为PLB)或塑料锂离子电池(Plastic Lithium Ion Batteries, 简称为PLB)。聚合物锂离子电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的,正极材料分为钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂材料,负极为石墨,电池工作原理也基本一致。它们的主要区别在于电解质的不同,液态锂离子电池使用液体电解质,聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替,这种聚合物可以是“干态”的,也可以是“胶态”的,目前大部分采用聚合物凝胶电解质。那聚合物锂电池的特性有哪些?下面和中美通用电池公司一起来了解下。 1、单体电池的工作电压高 聚合物锂电池的工作电压在3.6V,是镍镉和镍氢电池工作电压的三倍。 2、比能量高。 聚合物电池比能量目前已达140Wh/kg,是镍镉电池的3倍,镍氢电池的1.5倍。 3、自放电小,在放置很长时间后其容量损失也很小。 4、循环寿命长。 目前聚合物锂电池循环寿命已达1000次以上,在低放电深度下可达几万次,超过了其他几种二次电池。 5、重量轻 聚合物锂电池重量较同等容量规格的钢壳锂电池轻40%,较铝壳锂电池轻20%。 6、形状可定制 制造商不用局限于标准外形,能够经济地做成合适的大小。聚合物电池可根据客户的需求增加或减少电芯厚度,开发新的电芯型号,价格便宜,开模周期短,有的甚至可以根据手机形状量身定做,以充分利用电池外壳空间,提升电池容量。 7、内阻小 聚合物电芯的内阻较一般液态电芯小,目前国产聚合物电芯的内阻甚至可以做到35mΩ以下,极大的减低了电池的自耗电。

锂离子电池三元正极材料的研究进展

锂离子电池三元正极材料的研究进展 2009年09月01日作者:丁楚雄/孟秋实/陈春华来源:《化学与物理电源系统》编辑:樊晓琳 摘要:本文综述了锂离子电池正极材料层状三元过渡金属氧化物 Li-Ni-Co-Mn-O的研究进展,讨论了三元材料的结构特性与电化学反应特征,重点介绍了三元材料的制备方法和掺杂、表面修饰等改性手段,并分析了三元材料目前存在的问题和未来的研究重点。 关键词:锂离子电池;Li-Ni-Co-Mn-O;层状结构;制备方法;改性 Abstract: The research progress of the ternary transition metal oxides LiNi1-x-yCoxMnyO2 as layered cathode materials for lithium ion batteries is reviewed. The structure and electrochemical performances of the materials are discussed. Various synthesis methods, doping and surface-modification approaches are introduced in detail. Finally, the current main problems and further research trend of the materials are pointed out. Key words: lithium ion battery; cathode; layered structure; synthesis methods; modification 1、引言 锂离子电池因其电压高、能量密度高、循环寿命长、环境污染小等优点倍受青睐[1, 2],但随着电子信息技术的快速发展,对锂离子电池的性能也提出了更高的要求。正极材料作为目前锂离子电池中最关键的材料,它的发展也最值得关注。 目前常见的锂离子电池正极材料主要有层状结构的钴酸锂、镍酸锂,尖晶石结构的锰酸锂和橄榄石结构的磷酸铁锂。其中,钴酸锂(LiCoO2)制备工艺简单,充放电电压较高,循环性能优异而获得广泛应用。但是,因钴资源稀少、成本较高、环境污染较大和抗过充能力较差,其发展空间受到限制[3, 4]。镍酸锂(LiNiO2)比容量较大,但是制备时易生成非化学计量比的产物,结构稳定性和热稳定性差[5]。锰酸锂除了尖晶石结构的LiMn2O4外,还有层状结构的LiMnO2。其中层状LiMnO2比容量较大,但其属于热力学亚稳态,结构不稳定,存在Jahn-Teller效应而循环性能较差[6]。尖晶石结构LiMn2O4工艺简单,价格低廉,充放电电压高,对环境友好,安全性能优异,但比容量较低,高温下容量衰减较严重[7]。磷酸铁锂属于较新的正极材料,其安全性高、成本较低,但存在放电电

新能源汽车各种电池详细解释

新能源汽车各种电池详 细解释 文件编码(GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968)

随着国家对新能源汽车行业扶植力度的加大,越来越多的新能源汽车走进大众的视野。很多汽车品牌强势进军新能源汽车领域,使得新能源汽车技术不断成熟、供消费者选择的车型也越来越多,加上新能源汽车经济实用、绿色环保的特点,越来越多的家庭和企业将新能源汽车作为买车、换车的第一选择。 新能源汽车江湖有句话:“新能源汽车,得电池者得天下”。动力电池技术成了关乎一台新能源汽车性能的关键,因此本期文章,知科君为大家普及一下新能源电动汽车最重要的核心部件---汽车动力电池 首先我们了解下电池,总称为化学电池,现阶段我们将总类的化学电池可以分为; 一次电池,也称干电池,即不能够再充电的电池,如生活中常用的5号碱性电池; 二次电池,即可充电的电池,这也是汽车动力电池最基本的要求; 燃料电池,指正负极本身不含活性物质,活性材料连续不断从外部加入,如氢燃料电池; 对于新能源汽车动力电池,我们主要关注化学电池中的二次电池和燃料电池,也就是有两条技术路线。一条是以锂电池为主要研究方向的二次电池,目前发展迅速可谓“炙手可热”;另一条是一直被寄予厚望的以氢燃料为主要研究方向的燃料电池,氢燃料电池,目前与二次电池比起来,有一个很大的优势,就是可以在很快时间(五分钟左右)给电池加满燃料,而不是等上几个小时来充满电。氢燃料电池充入的是氢气,而最终产生水分,也没有废旧电池回收的问题,可以说是真正的新能源汽车,但由于氢的来源问题还未实现大规模量产和工业化应用、以及最重要的安全、储存等方面因素,目前发展还是很大的瓶颈,不如二次电池发展的成熟。

电动汽车用三元锂电池安全特性探究

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/a56439710.html, 电动汽车用三元锂电池安全特性探究 作者:余剑 来源:《科技风》2020年第11期 摘;要:阐述了电动汽车用锂动力电池的工作过程,结合三元锂电池安全性能试验中过充、针刺等试验结果现象,分析单体电池破坏的内在原因,从三元锂电池使用的材料、单体电池的结构等方面论述提高三元锂电池的安全性能的措施,以期在提高三元锂电池安全性能方面提供指导。 关键词:三元锂电池;安全性能;正极材料 一、绪论 鉴于国家对环保和节能要求的不断提高,汽车市场中对低排放或零排放的新能源汽车越来越重视,纯电动汽车作为新能源汽车一员其续航里程、安全稳定性是亟待解决的问题,整车制造商把精力集中在三元锂电池新技术研发上,而三元电池的安全稳定性是设计环节中的关键技术问题。三元电池安全性能试验中过充、针刺等通过率低,储存中常发生爆炸、自燃等问题,所以提高三元电池的安全性是一个重要的研究内容。本文主要从锂电池工作过程出发,结合相关安全性能试验结果,揭示三元锂电池出现安全问题的内因,从三元锂电池使用的材料和单体电池的结构等方面进行分析,提出改善措施。 二、电动汽车用锂电池工作过程和特性分析 电动汽车用锂动力电池在外接电源进行充电时,正极片周围的电子在电场的导引下,运动到负极材料中与锂离子结合,以局部电中性状态储存于负极石墨缝隙里。在正负两极离子浓度差的作用下,正极片材料中的锂离子通过电解液介质透过隔膜,到达负极片表面;在电动势的作用下,扩散到锂电池负极片内部,接触到外电路电子后,负极片材料内部的局部电中性滞留其中。锂动力电池外接负载放电过程中,负极片中的电子向外流动,经过外部电路运动到正极片表面,嵌入到正极片材料中,与外电路来的电子结合。 当下电动汽车用锂动力电池常见的正极材料类型主要有三元锂、磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂等几种。三元锂电池因其正极材料含有镍钴锰(Ni、Co、Mn)三种元素而得名,这三种金属元素的不同配比对电池的性能产生重要的影响,其中Ni元素,可以提高材料的活性,提高能量密度;Co元素,可以稳定材料的分布结构,利于材料的深度放电,提高材料的放电容 量;Mn元素,在材料结构中起支撑作用,从而提高电池充放电过程中的稳定性。 根据电动汽车用锂动力电池不同正极材料类型分析其特性,可以看出钴酸锂电池虽然在能量密度等方面有相对的优势,但是安全性能方面无法解决,使用的范围越来越小。对于锰酸锂

3_《_新能源汽车技术》试题

《新能源汽车技术》试题 一卷 第1部分:单项选择题(每小题分,共30分) 1、低碳化代表着汽车产业会做一些什么技术改动 A、降低车身重量和排放量 B、降低能源消耗和降低车身重量 C、降低能源消耗和污染物排放 D、降低污染物排放和车身重量 2、混合动力车比纯电动汽车优势不包括() A、技术成熟 B、续航能力强 C、动力更强劲 D、环保无污染 3、以下不属于新能源的是() A柴油、B太阳能、C地热能、D风能 4、以下电动汽车对充电装置的要求不包括( ) A、安全 B、质量大 C、经济 D、效率高 5、动力电池组的总电压可以达到()。 A、36~88V B、420~500V C、90~400V D、12~35V 6、下列不是磷酸铁锂电池优势的() A、安全性能好 B、寿命较长 C、有记忆性 D、环保 7、2 哪种汽车的发动机转速和车轮转速、汽车速度没有直接关系()A、并联式混合动力汽车 B、串联式混合动力汽车C、混联式混合动力汽车 D、纯电动汽车 8、11PHEV指的是()汽车。 A、氢燃料 B、太阳能 C、非插电式混合动力 D、插电式混合动力 9、丰田普锐斯混动系统中()为蓄电池补充电能 A、HV蓄电池 B、MG1 C、MG2 D、MG1、MG2 10、混合动力汽车英文缩写是下列哪一个() A、HEV B、BEV C、FCEV D、DEV 11、串联式混合动力汽车有几种运行模式() A、6 B、5 C、4 D、3 12、具有再生制动能量回收系统的电动汽车,一次充电续驶里程可以增加: A、5%~15% B、10%~30% C、30%~40% D、40%~50% 13、以下不是电动汽车用电池的主要性能指标的是( ) A、电压 B、电流 C、容量和比容量 D、内阻 14、能量管理系统是电动汽车的智能核心,其英文表示为()。 A、ABS B、BMS C、ECU D、DOD 15、镍氢电池每一单元额定电压为() A、0V B、2V C、27V D、47V 16、以下不是蓄电池监控传感器的作用的是 A、监控电池寿命 B、监控蓄电池内部温度 C、监控蓄电池电流 D、蓄电池电压 17、接触式电池特点是简单、效率高,但是充电电流较小,其通常充电时间是:(h是小时的单位)() A、1~3h B、3~5h C、5~8h D、8~11h 18、以下行驶状态中仅由电机驱动的是() A、高速行驶时 B、起动时 C、正常行驶时 D、加速行驶时 19、铅酸电池,锂电池,镍氢电池的最佳工作温度是()。 A、25~40度 B、0~10度 C、45~80度 D、88~100度 20、镍镉电池的正极材料是( ) A、锌 B、铅板 C、铝 D、Ni(OH)2 第2部分:判断题((每小题5分,共30分)) 21、普通混合动力汽车电池容量很小。 22、混合动力汽车也称复合动力汽车,但是只有一个动力源。 23、电动汽车是指以电作为动力源的汽车() 24、可充电池的比能量大,意味着一次充电后,汽车的行驶里程长。() 25、直流电动机因为没有机械摩擦,所以寿命长,不需要经常维护。() 26、4 电动汽车的高压电缆颜色为橙色。 27、3镍氢电池会污染环境而且具有记忆性。 28、5目前比亚迪秦系列有传统燃油车、混合动力车、以及纯电动车。 29、纯电动汽车电池是最为关键的部件。 30、电动汽车的安全包括人身安全与系统安全。 31、10镍铬电池与镍氢电池均属于碱性电池。 32、1混合动力汽车油耗低因为发动机能够带动发电机给蓄电池充电。 33、太阳能光伏发电系统主要由电子元器件构成,不涉及机械构件。() 34、镍氢电池和镍镉电池单体电池额定电压均为2V。 35、动力电池系统需每三个月或每行驶5000Km进行一次电池单体电压检测 36、一般蓄电池正极接线端对电池内电路说为阴极。() 37、本田普锐斯属于混联式混合动力汽车。 38、负极材料可以不具备可逆性这一条件 39、蓄电池也称为二次电源。 40、特斯拉Model 3 2019款配置的三元锂电池。

锂电池技术白皮书

锂离子电池介绍 苏州星恒电源有限公司 目录 1、星恒电源介绍 (2) 2、名词解释 (3) 3、各类锂电池的介绍 (5) 4、电池组的应用及认证 (9) 5、锂离子电池的应用环境 (9) 6、电池组的基本构成及各部件的介绍 (10)

1、苏州星恒电源有限公司介绍 苏州星恒电源有限公司成立于2003年,星恒电源技术源于中国科学院物理研究所。依托中科院15年的技术储备,和联想集团资金、管理的支持,星恒电源不断发展壮大,在中国动力锂电池行业处于领先地位,目前位置已有50多万组产品得到海内外市场验证,。与此同时,星恒电源还作为国家863新能源汽车项目的锂电池指定供应商,为北京奥运会提供的新能源汽车圆满完成任务;2010年的上海世博会,星恒电源再次承担起指定汽车锂电池供应商的重要任务。研发上的持续投入、国际间的技术交流、高端技术人才的引进,使得星恒电源在核心技术上始终与国际接轨;并把多项国内外自主知识产权的技术专利应用星恒的生产工艺和锂电池产品上。 星恒的研发历史 1995年,中国科学院陈立泉院士在美国福特基金的支持下开始动力锂电池的研究; 2003年10月,公司总部及动力锂电池生产基地落户苏州高新区,苏州星恒电源有限公司成立; 2004年12月,星恒锂电池通过了美国UL认证,成为了10Ah级全球首家获得UL认证的动力锂电池供应商; 2005年11月,星恒锂电池通过了欧盟CE认证; 2006年1月,星恒锂电池顺利通过了德国Extra Energy权威检测机构的检测; 2007年底,星恒累计销售锂电池10万组,产品开始远销海外; 2010年3月,星恒累计销售锂电池50多万组,首家通过了BA TSO认证,并同国内自行车巨头和欧洲自行车巨头开始了战略性合作。 A、星恒的治理结构

三大锂电池类型解析

三大锂电池类型解析 三元材料 三元聚合物锂电池是指正极材料使用锂镍钴锰三元正极材料的锂电池,锂离子电池的正极材料有很多种,主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。三元材料综合了钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂三类材料的优点,具有容量高、成本低、安全性好等优异特性,其在小型锂电中逐步占据一定的市场份额,并在动力锂电领域具有良好的发展前景。 对锂电池而言,钴金属是必不可少的材料。但是金属钴一方面价格高昂,一方面存在毒性,无论技术领先的日韩企业还是国产电池厂商近年来都致力于电池“少钴化”。在这种趋势下,以镍盐、钴盐、锰盐为原料制备而成的镍钴锰酸锂三元材料渐渐受到推崇。从化学性质角度出发,三元材料属于过度金属氧化物,电池的能量密度较高。 尽管在三元材料中,钴的作用仍不可缺少,但质量分数通常控制在20%左右,成本显著下降。而且同时兼具钴酸锂和镍酸锂的优点。随着近年来国内外厂商不断加码生产,以三元材料为正极材料的锂电池取代商用钴酸锂的趋势已十分明显。 大到电动汽车,小到智能手机、可穿戴设备或者充电宝,这种新型技术都完全适用。特斯拉[微博]最早将三元电池应用在电动汽车上,ModelS续航里程能够达到486公里,电池容量达到85kWh,采用了8142个3.4AH的松下18650型电池。工程师将这些电池以砖、片的形式逐一平均分配最终组成一整个电池包,电池包位于车身底板。 从全球范围来看,各方对三元材料的研发生产都在不断推进。在这个过程中,材料性能大幅提升,应用领域也一再拓展。日、韩企业是三元材料电池研发的佼佼者。国内三元材料生产从2005年左右起步,目前也已出现了十多家规模企业。 磷酸铁锂

锂电池基础知识

(一)锂电池的构成 锂电池主要由两大块构成,电芯和保护板PCM(动力电池一般称为电池管理系统BMS),电芯相当于锂电池的心脏,管理系统相当于锂电池的大脑。 电芯主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜和外壳构成,而保护板主要由保护芯片(或管理芯片)、MOS管、电阻、电容和PCB板等构成。 锂电池的产业链结构如下图: 电芯的构成如下面两图所示: 锂电池的PACK的构成如下图所示: (二)锂电池优缺点 锂电池的优点很多,电压平台高,能量密度大(重量轻、体积小),使用寿命长,环保。 锂电池的缺点就是,价格相对高,温度范围相对窄,有一定的安全隐患(需加保护系统)。 (三)锂电池分类 锂电池可以分成两个大类:一次性不可充电电池和二次充电电池(又称为蓄电池)。

不可充电电池如锂二氧化锰电池、锂-亚硫酰胺电池。 二次充电电池又可以分为下面根据不同的情况分类。 1.按外型分:方形锂电池(如普通手机电池)和圆柱形锂电池(如电动工具的18650);2.按外包材料分:铝壳锂电池,钢壳锂电池,软包电池; 3.按正极材料分:钴酸锂(LiCoO 2)、锰酸锂(LiMn 2 O 4 )、三元锂(LiNi x Co y Mn z O 2 )、 磷酸铁锂(LiFePO 4 ); 4.按电解液状态分:锂离子电池(LIB)和聚合物电池(PLB); 5.按用途分:普通电池和动力电池。 6.按性能特性分:高容量电池、高倍率电池、高温电池、低温电池等。 (四)常用术语解释 1.容量(Capacity) 指一定的放电条件下可以从电池锂获得的电量。 我们在高中学物理是知道,电量的公式为Q=I*t,单位为库伦,电池的容量单位规定为Ah(安时)或mAh(毫安时)。意思是1AH的电池在充满电的情况下用1A的电流放电可以放1个小时。 以前的NOKIA的老手机的电池(像BL-5C)一般是500mAh,现在的智能手机电池800~1900mAh,电动自行车一般都是10~20Ah,电动汽车一般都是20~200Ah等。 2.充放电倍率(Charge-Rate/Discharge-Rate) 表示以多大的电流充电、放电,一般以电池的标称容量的倍数为计算,一般称为几C。 像容量1500mAh的电池,规定1C=1500mAh,如果以2C放电也就是以3000mA的电流放电,0.1C充放电就是以150mA的电流充放电。 3.电压(OCV: Open Circuit Voltage) 电池的电压一般指锂电池的标称电压(也叫额定电压)。普通锂电池的标称电压一般为3.7V,我们也称其电压平台为3.7V。我们说的电压一般指的是电池的开路电压。 当电池20~80%的容量时,电压集中在3.7V左右(3.6~3.9V左右),容量太高或太低,电压变化较大。 4.能量(Energy)/功率(Power)

三元材料在锂离子动力电池上的应用

万方数据

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电池荷电保持能力通常由多方面因素影响,其中电极表 面的缺陷、电极边缘毛刺、隔膜厚度、电锯液组成以及电池制 备环境及过程控制等因素均可能造成电池荷电保持能力的下 降;而对于电极材料自身而言,通常锂离子电池正极材料多选 用过渡金属氧化物,在满电态状态下,金属元素位于较高价 态,具有较强的氧化能力,极有可能与电解液、电极表面膜发 生反应,这也是电池自放电较大的重要原因之一。Manthiram 等人吲的研究发现LiNi。。Co,,丑Vln。。O:在高脱锂态下(x=0.35)具 有良好的结构稳定性,LiNi。。Co,。Mn。。O:材料的Ni3”3d能带 与O:一2p能带顶部重叠较少,当x=0.35时氧不会从材料中脱 出,而且当x=0.23时依然可以完好地保持03层状结构。通过 表3中数据分析可知,两种电池在满电搁置28d后均能放出 95%以上的容量,显示了良好的荷电保持能力,验证了“一 Ni。。Co。,3Mn。BO:的稳定结构,从而阻碍还原反应的发生,也就 在一定程度上抑制了电池的自放电,使电池拥有良好的荷电 保持能力。 2.5倍率充电能力测试 图10及图11分别为能量型及功率型电池不同倍率充电 曲线,相关数据列于表4及表5中。对于能量型电池而言,1C 已属较大充电倍率,表4中数据显示,能量型电池lC充电容 量与0.5C充电容量相同,只是恒流段容量由于大倍率充电 导致的极化所致,下降了约5%,显示出良好的快速充电能力; 而对于功率型单体电池,表5中数据显示,随着充电倍率增 加,电极极化增大,因此恒流段容量逐渐减小,而充电容量自 Q,Ab 图10能量型电池不同倍率充电曲线 Fig.10Chargecurvesof12Ahhigh—energybattery atdifferentrates 图11功率型电池不同倍率充电曲线 Fig.11Chargecuwesof8Ahhigh-powerbat【eryatdifferentrates 2009.7V01.33N0.7550 表4能量型电池倍率充电数据 Tab.4Chargedataof12Ahhigh—energy 充电恒流容量与充电容量与o5C 倍率c充电容量比/%充电容量Lt/% 0596.03lOO 1.091.27100 表5功率型电池倍率充电数据 Tab.5Chargedataof8Ahhigh-power 恒流容量与充电容量与1c 充电倍率c 充电容量ILl%充电容量比/% l9402100 288779878 385.969988 48333100.24 580.97100.6l 2C起至5c,呈现出缓慢增加的趋势,则主要是由于电池大倍率充电,使得电池温度增加,从而促进了充电时电极反应的进行。总之,由测试结果可以看出,我们研发的能量型及功率型LiNi,。Co。。Mn。。O:三元材料单体电池均表现出了良好的快速充电能力。 2.6安全性能测试 图12为单体电池0.5C/5V过充电曲线,满电态(4.2V)单体电池O.5C充电至5V后,继续恒压于5~5.1V之间,全过程电池不燃不爆,电池初始温度23.6℃。全过程中,电池最高温度仅为31.7℃,温升仅为8.1℃。图13为单体电池10mQ短路测试曲线,电池负极端放气阀打开,有烟冒出,但未出现起火现象,正极端放气阀无明显变化,整个过程中电池最高温度为380℃,但未造成电池起火爆炸。测试结果表明,三元材 图12单体电池1C/5V过充电曲线 Fig.12Overchargecuwesofsinglebattery 图13单体电池10mQ短路测试曲线 Fig.13Shortcircuitcuwesofsingle battery  万方数据

三元材料锂电池是怎么回事(三)

三元材料锂电池是怎么回事(三) ———锂电池科普知识 在自然界中,锂元素是最轻的金属,它的原子量为6.94g/mol,ρ=0.53g/cm-3,电化学当量最小,为0.26 g·Ah-1,标准电极电位最负,为-3.045 V,锂元素的这些特点决定了它是一种具有很高比能量的材料。 层状的Co02,其理论容量为274 mAh/g,实际容量在140~155 mAh/g。其优点为:工作电压高,充放电电压平稳,适合大电流放电,比能量高,循环性能好。缺点是:实际比容量仅为理论容量的50%左右,钴的利用率低,抗过充电性能差,在较高充电电压下比容量迅速降低。另外,再加上钴资源匮乏,价格高的因素,因此,在很大程度上减少了钻系锂离子电池的使用范围,尤其是在电动汽车和大型储备电源方面受到限制。 镍钴锰三元复合正极材料研究工作中面临的问题和不足 (1)合成工艺不成熟,工艺复杂。由于世界各国对于复合正极材料的研究最近几年才开始,且材料中的Ni2+极难氧化成Ni3+,锰离子也存在多种氧化价态,因而合成层状结构的正极材料较为困难,尚未研究出最佳的合成工艺。由于大量掺入过渡金属元素等因素,复合正极材料的合成工艺相对复杂,需经过长时间的煅烧,并且大多只能在氧气气氛中,温度高于900℃的条件下合成出具有优异电化学性能的复合正极材料,这对于该材料的工业化生产带来了很大的局限性。 (2)忽略了镍钴锰三元复合正极材料合成过程中前驱体的研究。由于目前合成复合正极材料均需煅烧,而国内外普遍采用直接市售的、Ni-H电池及陶瓷行业专用的镍化物、钴化物和锰化物作为煅烧原料进行合成,仅考虑原料的化学组成,而未注意到煅烧前驱体的种类和相关性能对复合正极材料的结构和电化学性能产生的巨大影响。 目前开发高性能、低成本的新型锂离子电池正极材料的研究思路主要有: (1)充分综合钴酸锂良好的循环性能、镍酸锂的高比容量和锰酸锂的高安全性及低成本等特点,利用分子水平混合、掺杂、包覆和表面修饰等方法合成镍钴锰等多元素协同的复合嵌锂氧化物; (2)高安全性、价廉、绿色环保型橄榄石结构的LiMPO4 (M=Fe、Mn、V等)的改性和应用; (3)通过对传统的钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂等正极材料进行改性、掺杂或修饰,

三元锂电池的优点

三元锂电池的优点 三元聚合物锂电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂,是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整。 一、电池的能量密度高。电池的能量密度也就是电池平均单位体积或质量所释放出的电能。电池的能量密度越大,单位体积内存储的电量越多。比亚迪磷酸铁锂电池的单体能量密度为150Wh/kg,比亚迪三元锂电池能量密度则达到了200Wh/kg。 二、循环性能好。 当进行900次的充放电循环后,电池容量就基本衰减到了55%。但如果每次电池充放电都控制在0%-50%或者25%-75%的循环中工作,即使经过3000次的充放电循环,电池容量基本还能能够保持在70%左右。但这同样需要优秀的电池管理系统。 500次左右。不过,磷酸铁锂电池有一个致命的缺点,那就是低温性能较差,即使将其纳米化和碳包覆也没有解决这一问题。研究表明,一块容量为3500mAh的电池,如果在-10℃的环境中工作,经过不到100次的充放电循环,电量将急剧衰减至500mAh,基本就报废了。所以在北方,这种电池的工况实在是让人担忧的。 三、电池寿命长。 按三元里电池循环1000次来计算,三天一次完全充放电,使用寿命达到8.3年,即使有损耗过程,同样可以达到7年多。

针对三元锂电池安全性能上的缺点,对策如下: 三元锂电池弱点在于稳点性较差,如果内部短路或是正极材料遇水,都会有明火产生。磷酸铁锂电池则要稳定许多,电池板就算是穿刺、短路也不会爆炸燃烧,遭到350℃的高温也不会起火,三元锂电池在180-250℃就扛不住了。所以在安全性能上,磷酸铁锂电池略胜一筹。 所以三元锂电池都会有一层钢壳保护,还有过充保护(OVP)、过放保护(UVP)、过温保护(OTP)、过流保护(OCP),拥有一整套电池管理系统,能够将活性更高的三元锂电池管理地更好。

新能源产业发展三大类别电池优缺点对比

新能源产业发展三大类别电池优缺点对比 受益于政策扶持和环保转型的大方向,新能源汽车的研发和产业化进展一直较为迅速,产量和销量同样持续快速增长。2010年我国新能源汽车销量不到1万辆,仅为0.72万辆,到2012年时销量超过1万辆,同比增长56.77%,2013年新能源汽车销量增长至1.76万辆,同比增长至37.50%,2010到2013年间销量增长明显。 而2014年是新能源汽车高速发展开始的第一年,全年生产新能源汽车7.85万辆,增长3.5倍,销量则达到7.48万辆,同比增长3.2倍;到2015年,全年生产新能源汽车总计34.04万辆,同比增长3.3倍,销量达33.11万辆,同比增长3.4倍。 2010-2015年我国新能源汽车销量(单位:万辆) 资料来源:前瞻产业研究院整理 所以,新能源汽车销量逐年增长,对于锂电池的需求量也在不断扩张。以2014年数据为例,按照锂离子电池展动力电池20%的渗透率来计算,锂离子电池市场规模约为1.50万组,按照每组动力锂离子电池均价为5万元,市场总额约为7.48亿元。在国家政策的驱动下,新能源汽车有着广阔的发展前景,而作为核心部件的锂电池同样迎来发展的大好良机。 三类电池的优缺点比较 目前,新能源电池的发展方向有三个:锂电池、燃料电池还是超级电容。从目前的应用情况来看,应用最广泛的就是锂电池,其次是燃料电池,但燃料电池生产成本很高,而加氢

站的建设甚至比锂电池电动汽车的充电站更难,而超级电容电池还处于理想化阶段。 新能源电池优缺点对比表 资料来源:前瞻产业研究院整理 对于锂电池而言,根据材料的不同又分为磷酸铁锂电池、钴酸锂电池与三元聚合物锂电池。 多数电动汽车应用的是磷酸铁锂电池,这种电池技术成熟、安全,但缺点是能量密度,导致电动汽车的续航里程短,难以满足消费者的要求。对于钴酸锂电池而言,虽然能量密度大,但安全性较低,且成本高。 燃料电池也是各大汽车制造商重点投资的领域。氢燃料作为能源的突出特点是无污染、效率高、可循环利用。而氢是一种无色的气体,燃烧一克氢能释放出142千焦尔的热量,是汽油发热量的3倍。它燃烧的产物是水,没有灰渣和废气,不会污染环境,因此氢作为燃料被认为将会成为21世纪最理想的能源。 而对于市场前景更广的超级电容而言,理论上较锂电池与燃料电池更优异。有人预测,传统电动汽车的电池已经过时,未来以超级电容器为动力系统的新型汽车将取而代之。 从上述三种电池的对比来看,在短期内仍然以锂电池为主,并将呈现锂电池与燃料电池并驾齐驱的现象。而对于超级电容,在短期内很难替代锂电池,从技术上看,超级电容与锂电池各有其性能特点,未来将锂电池与超级电容组合的技术将成为市场主流。

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