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锂离子电池无论在体积能量密度还是质量能量密度上都具有很大的优势,且相对于锂金属电池更加安全。这也是锂电池得以脱颖而出的一个重要原因。此外,相对于其他二次电池,锂电池还具有更优的寿命及环保表现。
三元材料,分为镍钴锰和镍钴铝两种,其中钴是三元锂的材料,因为钴本身是有毒性的,因此“少钴化”也是目元电池领域研究的一个课题。从成本、安全、性能等综合因素考量,目前市面上的动力电池主要以磷酸铁锂及三元锂电池为主。
电动汽车的动力电池实际上是一个统称,包含电芯、模组以及电池包三个层级。 电芯(Cell),可以充放电的锂离子电池基本单位,包含了正负极、隔膜及电解液,是电池氧化还原反应的进行空间。根据电芯封装形式不同,可以分为圆柱电芯、方形电芯及软包电芯。 模组(Module),为了保护电芯免于受到外部热、振动等冲击,将一定数量的电芯连接在一起,放在一个框架中组成电池的组件。 电池包(Pack),是装入电动汽车中电池的终形态,在模组的基础上装配电池管理系统(BMS)、电池冷却系统、线束、支架等零部件。
18650电池具有成熟的配套产业链,成本低廉,是一种理想的锂离子电池,在消费电子领域得到了广泛的应用。但18650电池容量较小,在动力电池领域应用时,往往需要上万只单体电池组合成为电池组,导致电池组的管理难度大幅上升。
电池的寿命分为循环寿命和日历寿命两个参数。 1)循环寿命,指的是电池可以循环充放电的次数,即在理想的温湿度下,以额定的充放电电流进行充放电,计算电池容量衰减到80%时所经历的循环次数。 2)日历寿命,指的是电池在实际使用条件下,经过特定的使用工况,达到终止寿命条件(一般为容量衰减到80%)的时间跨度。
电池的一致性 一致性是动力电池中的表现形式之一,同一规格型号的单体电池组成电池组后,其电压、荷电量、容量及其衰退率、内阻及其变化率、寿命、温度影响、自放电率等参数存在一定的差别,锂电池的一致性是指这些参数的趋同性,是一个相对概念。同一个电池包内的多串电芯,每一个参数,好全部处在一个较小的范围内,是为一致性好。根据使用中动力电池组不一致性扩大的原因和对动力电池组性能的影响方式,可以把动力电池的一致性分为容量一致性、内阻一致性和电压一致性。