新能源汽车电池材料有哪些

发布时间:2021-03-26

当前,新能源汽车动力电池属锂离子电池,其构造可分为正极材料、负极材料、电池隔膜、电解液等几部分。从正极材料上看,新能源汽车动力电池大致可分为磷酸铁锂电池和三元锂电池两种。

所谓磷酸铁锂电池,是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池,而三元锂电池则是正极使用镍钴铝或镍钴锰三种材料按一定比例搭配而成的锂离子电池。

与磷酸铁锂电池相比,三元锂电池较大的优势就是能量密度高。它可以通过调整正极材料中镍的占比,来提高电池能量密度。在电动汽车把续驶里程作为主要技术参数的情况下,能量密度更高的三元锂电池,已成为电动汽车动力电池的主要选择,目前装车量已达60%左右。2018年底,我国三元锂电池电池单体电芯能量密度已达265Wh/kg,2019年宁德时代更是推出了能量密度高达304Wh/kg的811三元锂电池。高能量密度三元锂电池的使用,使我国主流电动汽车续驶里程达到400公里以上,部分车型续驶里程甚至高达500公里,有效缓解了电动汽车的里程焦虑。不过,高能量密度同时也带来了高风险,它的稳定性相对较差,发生燃烧事故的可能性也较高。

磷酸铁锂电池也具有自身优势。

1.循环寿命长。实验室中,工程师以1C的充放电倍率持续不间断地进行试验,发现磷酸铁锂电池要经过2000次充电循环才会衰减到新电池状态的80%,远高于三元锂电池的800次。

2.安全性能好。研究表明,磷酸铁锂电池在800的时候才会发生分解,且在面对撞击、针刺、短路等情况时不会释出氧分子,不会产生剧烈的燃烧,安全性能高;而三元锂电池在300左右就会发生分解,燃烧的概率比磷酸铁锂电池更高。

3.制造成本低。磷酸铁锂电池电芯每瓦时的成本已降至0.7元以下,而三元锂电池电芯成本依然在每瓦时0.9元左右。一个50kWh的动力电池包,使用磷酸铁锂电池电芯,成本可降低1万元。

另外,磷酸铁锂电池不含重金属,不会对环境造成污染,是一种绿色电池。

磷酸铁锂电池较大的弊端,就是能量密度低。当前,磷酸铁锂电池的能量密度较高只有180Wh/kg,普通产品的能量密度基本只有140Wh/kg。不过,前几天,比亚迪宣布,将于明年推出的全新一代磷酸铁锂电池。新一代磷酸铁锂电池在能量密度上将与现行三元锂电池持平,差不多可达210-270Wh/kg,将可使电动汽车续驶里程轻松突破400公里,能满足用户对续驶里程的要求,所以,磷酸铁锂电池此前的较大弊端将消失。


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