锂电池都用在 为何电动车都用锂电池?因为“锂”会带货呀

小编 2024-10-11 电池定制 23 0

为何电动车都用锂电池?因为“锂”会带货呀

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目前多数乘用纯电动车的电池都摒弃了磷酸铁锂这种正极材料,转而使用三元锂材料,最主要的原因是因为对电池性能的更高要求,也就是对续航里程的更高要求。

为啥电池有效成分是"锂" 不同配方正极材料的目的是什么?

化学电池发展到如今已经有两百多年的历史,锂电池已经成为了主流,大家可能会比较奇怪,元素周期表上一百多号元素,干嘛非得选择“锂”这个“小字辈”呢?

■锂离子电池的工作原理

新能源汽车锂离子电池是一种可反复充电电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来产生电流。锂离子电池正极材料有很多,它们都以嵌入的锂化合物形式存在,目前车用动力电池的正极材料有磷酸铁锂、三元锂(分为镍钴锰体系和镍钴铝体系)等等,负极材料目前主流是石墨。

锂离子电池放电时锂离子在正极嵌入,充电时锂离子在正极脱嵌,锂离子在充放电时通过电解液和隔膜在正负极之间移动。

这就好比是城市中,行驶于A点和B点的物流车,它们来来往往的不停穿梭给这个城市带来了“电流”,而锂元素就是其中效率最高,带货能力最强的那辆物流车。

■为什么锂元素成为充电电池的材料?

锂应用前,人类一直在寻找合适的电池材料作为储存电能的装置,人们先后尝试过多种电池材料如铜、铁、锌、铅、汞、镁等等,电池的改进方向主要以提升容量和放电性能等指标为主,最终选择了锂作为最新一代充电电池的材料。

为啥电池有效成分是“锂”而不是金银铜铁锡?

从元素周期表上很清楚能看到,锂元素是第三号元素,也是排在最靠前的金属元素。

锂本身是6个原子质量单位,每一个锂携带着1个电荷;

相比于早期电池应用较广泛的锌,它的原子质量是66,每一个锌携带着2个电荷,很显然,用锂作为电池材料能带来明显更高的能量密度。也就是说,锂作为电池材料的比容量更高。

此外锂离子电池还有无记忆效应、可高倍率充放电、自放电率小、能量转换率高等优点。

从地球上向太空站运送补给,虽然轻型火箭装载的少,但多发射多几次,也要比重型火箭的成本要低,锂元素就好比这枚效率更高的轻型火箭。

■三元锂电池为什么取代磷酸铁锂成为主流?

目前多数乘用纯电动车的电池都摒弃了磷酸铁锂这种正极材料,转而使用三元锂材料,最主要的原因是因为对电池性能的更高要求,也就是对续航里程的更高要求。

打个比方来说,同样的成本摩托车可以跑的比汽车快得多,不过两个轮子的肉包铁安全性会差一些,这很像磷酸铁锂和三元锂电池之间的性格差异。

磷酸铁锂和三元锂之间的优缺点很明显,磷酸铁锂缺点是能力密度低但是安全性更好,三元锂电池能量密度明显高但是安全性相对一般,为了追求更高的续航表现,三元锂成为了目前的主流。

正是因为能量密度的原因,让磷酸铁锂逐渐被“三元锂”电池取代,原因如下:

三元锂电池能量密度明显高,最直接的好处是能让续航里程增加;

2018年及以前补贴政策直接鼓励了高能量密度电池;

三元锂电池新正极材料配方能量密度的潜力更大,比如NCM811(镍钴锰比例为8:1:1)。

■为什么叫“三元锂电池”?不同配方正极材料的目的是什么?

“三元锂电池”这个称谓,其实来源很简单

锂离子电池使用一个嵌入的锂化合物作为一个正极材料,为了提升电池性能,人们尝试用不同的材料组合来提升电池表现,目前发现“镍钴锰(NCM)”和“镍钴铝(NCA)”两种体系的正极材料性能更好,因为这两类正极材料有效成分为三种,所以称之为“三元锂”电池。

特斯拉等品牌部分车型采用的是镍钴铝(NCA)体系,其他多数纯电动车型使用镍钴锰(NCM)体系电池,根据不同配方分为NCM523、NCM111、NCM811等,后面的数字代表的是三种元素之间的配比。

每一种元素的多与少,都会直接影响电池性能,目前企业研发的主要精力是在配方上,好比每家炖肉的调料都差不多但是味道不同一样,不同企业的同配方电池性能也会有差异。

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看完才明白原来生活中这些用的都是锂电池!

近几年来,每隔几日,就有消息传出——

“某新型锂离子电池容量是现有锂离子电池的10倍!”

“最新研发的车用锂电池续航500公里!”

“锂电池的发展空前绝后!”

锂电池

有人说了,整天看着各种账号“鼓吹”锂电的巨大发展和优势,但仿佛是在听着别人的故事,与自己一点关系都没有,既然有人这样想,那小编便来告诉你锂电池和你的生活到底有多大关系。

今天是个阳光明媚的周末,想必你睁开眼的第一件事就是看手机吧?

躺在床上玩手机

十年前,让你离开手机几天,你或许无所谓,而现在,让你离开手机半天,你绝对会浑身难受,因为电子智能产品的应用早已渗透到我们的日常生活中,聊天、看剧、打游戏、甚至是工作,几乎我们的一切活动都需要手机来支撑,而给手机供电的便是锂离子电池。

当你洗漱的时候,发现自己又该刮胡子了,如果你的剃须刀是可充电的,那么它使用的很有可能就是锂电池。

电动剃须刀刮胡子

你收拾好自己打算外出闲逛,在路上,你看到有孩子坐在玩具汽车里,旁边的大人操控着遥控器,如果看看汽车的产品介绍,就会知道它使用的八成也是锂电池。

玩具汽车

你走到公交站台等车,公交车来了,你赫然发现,车身上写着,“纯电动客车”,而你不知道电动客车的电池以磷酸铁锂电池居多。

电动客车动力电池以磷酸铁锂居多

你在外面玩了一下午,发现手机电量需要“抢救”了,于是你拿出充电宝给手机充电,没错,充电宝还是用的锂电池供电。

临近傍晚,在回家之前你打算去超市买点生活用品,结账时,你用二维码付款,服务员拿出了扫码器,你不知道,市场上很多扫码器安装的都是锂电池。

扫码付款

在回家的路上,你看到几辆绿色牌照的汽车驶过去,听到周围的人谈论着:现在开电动汽车的越来越多喽,环保又不限尾号,多好!

纯电动汽车

其实你早已广泛地接触到了锂电池,你还觉得它离自己很远吗?

锂电池经过十几年的发展,已经融入我们的生活中,现在,电动汽车、电动客车等也越来越多地使用锂电池作为其动力系统。

然而,保持领先的重要因素就是先进的技术。锂电池技术的研究过程也是一个螺旋式上升的过程。锂电池的技术研究不是“浮夸风”,而是会使你的生活更加多彩的证明,以长远的眼光来看待锂电池行业的发展十分必要。

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