鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1861次 | 2020年09月10日
為何特斯拉使用松下18650鋰離子電池?
特斯拉運(yùn)用的松下18650鋰離子電池,以NCA為正極,并且規(guī)劃了復(fù)雜的電池辦理系統(tǒng),從而盡或許確保和進(jìn)步了電池作業(yè)的高效性與安全性。至于是否絕對(duì)的安全,這個(gè)無法回答,你假如想說自燃,我還想說汽油車夏天也自燃呢。
有關(guān)純電動(dòng)汽車(不考慮插電混動(dòng)以及純混,人家能夠靠汽油開掛),咱們最最糾結(jié)的是什么?路程焦慮,便是開不遠(yuǎn),由于電池的能存儲(chǔ)的能量密度太低,車用電池成組后現(xiàn)在一般也就100~150Wh/kg的能量密度,汽油的這個(gè)數(shù)值大概是10000……所以哪怕你像烏龜相同背一車電池都不見得處理問題。大家天天吐槽電動(dòng)汽車天天充電跑不遠(yuǎn)半路沒電了怎么辦,都是能量密度太低給害的。
現(xiàn)在電池技術(shù)的最大短板,便是能量密度太低,落后于摩爾定律無窮遠(yuǎn)……別扯那些鋰空什么的,即使它們能量密度也不夠高,關(guān)鍵是離實(shí)用還遠(yuǎn)……
所以至于為何不選用磷酸鐵鋰離子電池,我想說,重要原因,應(yīng)該是容量(Capacity單位是Ah),以及能量(Energy,即容量的Ah乘以電壓,得到Wh)偏低(磷酸鐵鋰容量比三元低一點(diǎn),電壓還低,只要3.4V,所以乘出來的能量就更低了)。
實(shí)際的汽車用電池組都是串并聯(lián)組合出來的,要用串聯(lián)來進(jìn)步電壓,此刻,單節(jié)單池的電壓以及不同電池之間的容量一致性顯得非常重要,光說容量低是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹?/p>
自己的作業(yè)便是在國內(nèi)某研討所做磷酸鐵鋰的某升級(jí)產(chǎn)品的研制,還同時(shí)亂看一些其它資料,鋰離子電池和電動(dòng)汽車的東西,所以在這兒答一下。
(現(xiàn)在開端華麗地半學(xué)術(shù)地打開斯米達(dá))
要比照幾種正極資料,咱們就必須引入這個(gè)圖,即五個(gè)重要功能判據(jù):
Power功率,Life壽數(shù),Cost本錢,Safety安全,以及Energy能量。
比照的資料是NMC/NCA三元資料/NCA,LCO鈷酸鋰,LFP磷酸鐵鋰,LMO錳酸鋰。NCA和NCM比較附近,算是資猜中的近親,因而在這兒歸為一類說。
•LFP資料
Energy能量最低(悲慘劇,容量低是一方面,3.4V的低電壓才是問題,不和比方便是鎳錳酸鋰尖晶石,電壓4.7V)。篇幅所限,就不在這兒放充放電曲線了。
Power功率一點(diǎn)也不低(在鄙研討所自制的中試級(jí)磷酸鐵鋰,5C能夠做到130mAh/g滴(當(dāng)然PHOSTECH的也能夠......)。包碳+納米化資料倍率功能仍是很強(qiáng)壯的!
Life壽數(shù)和Safety安全性最優(yōu),這重要得益于該資猜中聚陰離子PO43-的結(jié)合效果,使得氧結(jié)合的更好,與電解液的反響活性低,不像三元資料那樣更容易出現(xiàn)一些發(fā)生氧氣鼓泡等現(xiàn)象。壽數(shù)上,一般以為能夠>4000次循環(huán)。
Cost本錢,磷酸鐵鋰還不錯(cuò),本錢上僅次于LMO錳酸鋰資料(這個(gè)東西,空氣燒,錳源又廉價(jià)),第二有競(jìng)爭(zhēng)力。磷酸鐵鋰的質(zhì)料,磷鐵鋰都比較廉價(jià),可是做成納米粉要一些本錢,熱處理又要在惰性氣氛下進(jìn)行,種種工藝要求,導(dǎo)致該資料的本錢(國產(chǎn)的大約10W/t)不像LMO那么低(6~7W/t),可是比起NMC(13W/t),LCO(更貴)仍是廉價(jià)一些的。
原因:鈷比鎳貴(我國貧鈷啊有沒有),鎳比錳鐵要貴,用什么質(zhì)料,有什么本錢。
•然后再比照剖析以下NCM/NCA資料
能量最有優(yōu)勢(shì)(電動(dòng)汽車就想跑遠(yuǎn)點(diǎn),這個(gè)最重要)。此外隨著高鎳NCM資料的研制推出,這個(gè)資料的能量密度還能有進(jìn)一步的進(jìn)步
功率還能夠(其實(shí)也夠用了,有關(guān)純電動(dòng)汽車,能量比功率特性更為重要,有關(guān)豐田Prius這種混動(dòng)車,功率特性才更重要,但條件是能量不能太挫)
壽數(shù),也不錯(cuò)。之前的時(shí)分,三元資料或許壽數(shù)在1000次左右,可是近幾年來隨研制作業(yè)的發(fā)展,該資料的壽數(shù)已經(jīng)能夠到達(dá)2000周(如同標(biāo)準(zhǔn)是還能保持80%仍是多少,記不清了),這就已經(jīng)很可觀了,比方你電動(dòng)汽車,一天一充,一年365次,2000次夠你6年了,好多人這時(shí)都打算換車?yán)病?/p>
本錢有點(diǎn)高(先承認(rèn)這點(diǎn))。
究竟用了些鎳鈷金屬,本錢高點(diǎn)正常,可是這個(gè)資料至少比LCO鈷酸鋰廉價(jià),所以以后在日常電子消費(fèi)品范疇,替代LCO資料仍是比較有前途的。
安全差,尤其是相有關(guān)磷酸鐵鋰而言,NCM/NCA資料充電時(shí)會(huì)往外冒氧氣,運(yùn)用中出事的或許性也高于LFP資料,三元資料電池安全性一向存在一些問題。
可是提到這兒,電池里不只要正極資料,咱們還能夠經(jīng)過電解液成分調(diào)理,隔閡優(yōu)化(陶瓷隔閡神馬)以及優(yōu)化電池控制系統(tǒng)(冷卻,安全防護(hù))來減輕這個(gè)問題。盡管NCM/NCA資料的安全性一向算是個(gè)問題,可是仍是有進(jìn)步的空間和處理的辦法的。說能完全處理安全問題的,我以為都是在耍流氓。電池控制系統(tǒng),是盡或許進(jìn)步安全度,不或許確保100%安全。
哪個(gè)更安全?
所以在此比照一下這兩個(gè)資料,最重要的能量密度上NCM/NCA完勝,壽數(shù)上NCM/NCA不差,安全上NCM/NCA差些,可是不嚴(yán)峻,功率不算太重要,兩者都不錯(cuò),本錢上NCM/NCA高一點(diǎn)。
•可是在這兒留意了:本錢上NCM/NCA高,是單位質(zhì)量的本錢(rmb/kg)。
考慮到單位質(zhì)量的NCM/NCA能量密度高(Wh/kg),所以折合成單位能量的本錢的話(rmb/Wh),NCM/NCA還更加有優(yōu)勢(shì)一些,所以從單位資料的本錢來單純核算,結(jié)果或許是比較有欺騙性的。
提到這兒,我忍不住要吐槽:你們天天嫌電動(dòng)汽車貴,便是由于電池用的多,便是由于單位能量的本錢(rmb/Wh)這個(gè)數(shù)太高,其實(shí)真的很難降啊,咱們都快喝西北風(fēng)了啊啊啊啊==
•別的一點(diǎn),便是磷酸鐵鋰放電平臺(tái)太平,不好做電池控制系統(tǒng)啊,NCM/NCA這方面就要好些。
不過作為一名磷酸鐵鋰研討狗,我也得為咱們的資料說幾句話:在追求安全性、倍率性的場(chǎng)合,磷酸鐵鋰離子電池仍是有優(yōu)勢(shì)的,尤其是請(qǐng)?zhí)焯斐持妱?dòng)汽車、電池不安全的人多為咱們磷酸鐵鋰投票。
此外磷酸鐵鋰不要用鎳鈷這些玩意,有關(guān)國家資源安全是有所協(xié)助的(好吧,其實(shí)也用不太多,不過這產(chǎn)業(yè)一旦大了用量也可觀);
還有,磷酸鐵鋰資料究竟壽數(shù)仍是最好的,所以在某些要求時(shí)刻的場(chǎng)合,它有優(yōu)勢(shì)(比方有的電池廉價(jià),可是壽數(shù)或許僅僅磷酸鐵鋰的一半不到,折合運(yùn)用時(shí)刻后本錢就不相同了,我才不告知你是LMO呢),大家要學(xué)會(huì)算賬。
在一些能量密度要求不是特別高的場(chǎng)合,磷酸鐵鋰仍是有優(yōu)勢(shì)的,比方儲(chǔ)能等新范疇。
所以,說來說去,為了讓純電動(dòng)汽車跑的更遠(yuǎn),能量密度更高的電池更受喜愛。
下一篇:鋰離子電池的特色