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三元锂电池全称为“三元聚合物锂电池”,是指正极材料使用镍钴锰酸锂(NCM)或者镍钴铝酸锂(NCA)的三元正极材料的锂电池,其中主要用于稳定材料层状结构、提高材料循环和倍率性能的钴元素,是三元电池中不可或缺的贵金属。

动力电池作为电动汽车的三大件(电池、电机、电控)之一,是整个车辆系统的动力来源,一直以来被视为电动汽车发展的标志性技术,其性能好坏直接关系到车辆续航里程的长短,重要性不言而喻。

关于汽车电池的选择,我们来看看蓄电池。作为汽车的启动电源,绝大部分汽车蓄电池都是铅酸电池,其正极为二氧化铅(PbO2),负极为纯铅,电解质为硫酸水溶液。对于蓄电池为什么会选择铅酸,而不是用逐渐成主流的锂电池替代?原因有很多,包括技术成本、安全程度及电池寿命,但主要的还是铅酸电池的低温性能,相比于锂电池,铅酸电池的低温性能更佳,在低温下锂离子电池的放电性能是处于衰减性递减的,零下10度就会迅速没电,对应的是铅酸电池零下50度都能正常发动汽车。

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。

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。

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