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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。

在电池管理上,一般通过被动均衡和主动均衡两种办法去平衡电芯的性能,目的是令其他电芯做出一些额外的充放电行为去迁就那块差的电芯,以实现整体性能的大利用。但如果电池在生产或者使用过程中,出现了性能良莠不齐,那就会产生的性能衰退和资源浪费。

众所周知,“木桶效应”意味着水桶装水的能力取决于低的那块木板,串联在一起的电芯们也是这样的,由于是串联,所以各个电芯之间进行的电荷转移是一致的,那么当一个电芯的充电上限降低了,或者放电下限上升了,都会影响整个电池组的储电能力。

化学电池根据特性的不同,又可以分为一次电池、二次电池及燃料电池。其中,一次电池也称为原电池,即使用后不能再行充电的电池(例如生活中使用的锌锰干电池);二次电池也被称作为蓄电池,即一次放电后可以再行充电使用的电池,我们生活中的充电宝/手机以及汽车用电池都是属于这种类型;燃料电池指正负极本身不含活性物质,活性材料为外部不断补充的电池,目前的氢燃料电池就是属于这一种。

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。
为什么叫弹匣电池,主要还是因为在结构上它采用了弹匣安全舱的设计,其电池模组看上去就像一个个弹匣安置在电池包之中,它将每个电池包里的单电芯都立在安全舱之内,这样就可以有效地阻隔热失控电芯的蔓延。

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