鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2612次 | 2021年04月13日
電動(dòng)汽車電池和手機(jī)電池有什么差別?
動(dòng)力鋰電池和手機(jī)電池都是鋰離子蓄電池,工作原理類似,但分為不同種類
與手機(jī)電池不同,動(dòng)力鋰電池是高壓電池,能量密度高,儲(chǔ)存電能多
動(dòng)力鋰電池按形狀分為方形、圓形和軟包;按正極材料分為三元鋰、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰等
不同形狀和材料的電池各有優(yōu)劣,決定電池性能、續(xù)航、壽命、安全性等因素
動(dòng)力鋰電池最小單位是電芯,電芯組成模組,模組配上其他結(jié)構(gòu)組成電池包/系統(tǒng)
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
本質(zhì)上,電動(dòng)汽車動(dòng)力鋰電池和手機(jī)電池同屬于鋰離子蓄電池,屬于二次電池,工作原理都是通過鋰離子在電池的正、負(fù)極間來(lái)回的流動(dòng),完成充、放電過程
動(dòng)力鋰電池不像手機(jī)和家用電池小巧、輕薄,它的體積大,結(jié)構(gòu)、技術(shù)更復(fù)雜;同時(shí),與乘用車上搭載的其他電池相比,動(dòng)力鋰電池有很多特點(diǎn):如大容量、高能量密度、高電壓等等,通常電壓可達(dá)300-400V、儲(chǔ)存的電能達(dá)到幾十甚至過百千瓦時(shí)、而重量可達(dá)幾百公斤甚至更重。
車廠會(huì)根據(jù)量產(chǎn)車的性能、續(xù)航、壽命、安全性、成本和售價(jià)等需求,選擇不同種類的電池。
一、外形
和手機(jī)電池相同,為了把動(dòng)力鋰電池塞到不同的車型中,電池造型也各種各樣。外在形狀上,電池有方形、圓柱形和軟包三種。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
其中方形電池是行業(yè)的主流和趨勢(shì),各大車企、電池廠商均在這方面投入很多。因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),使得電芯相對(duì)安全穩(wěn)定,便于控溫、排壓排爆;同時(shí)方形的形狀也易于電池廠商發(fā)揮原材料優(yōu)勢(shì),做到較高能量密度,并易于根據(jù)車型、底盤的要進(jìn)行組合,所以很多車企會(huì)使用不同數(shù)量的方形電池模組適配自家不同的車型。
圓柱形電池誕生的很早,以現(xiàn)在采用較多的18650電池(其實(shí)就是傳統(tǒng)5號(hào)電池)為例,其生產(chǎn)穩(wěn)定性上有優(yōu)勢(shì),品牌比較多的是sony、松下、LG那些日本廠商,大家平常使用的手機(jī)充電寶里用的基本都是圓柱形蓄電池。但圓柱電池體積利用率相對(duì)差,可以想一下,就算貼的再近,每四節(jié)電池中間也一定有縫隙;因?yàn)轶w積小,每節(jié)電池能攜帶的能量少,電動(dòng)汽車內(nèi)要使用的數(shù)量很多,所以對(duì)BMS熱管理的要求相對(duì)更高一些。
軟包電池也是動(dòng)力鋰電池的一種,部分電動(dòng)汽車也會(huì)采用這類電池。軟包的形式也被廣泛應(yīng)用于手機(jī)中,具備體積小、重量輕、能量密度相對(duì)能做的比較高的特點(diǎn)。但也是因?yàn)轶w積緊密,電解液在軟包內(nèi)可以隨意流動(dòng),并極致的壓縮體積,減小厚度,雖然能做的很薄,但對(duì)散熱和安全的要求比較高。
幾種電芯的優(yōu)劣勢(shì)比較:
方形(硬殼)、圓形、軟包電芯比較
二、內(nèi)心
上面說(shuō)到,電動(dòng)汽車動(dòng)力鋰電池和手機(jī)電池相同,都是鋰離子電池,不過鋰離子聚合物的種類不同。在內(nèi)在材料方面,根據(jù)動(dòng)力鋰電池選用的正極材料的不同,可分為三元鋰、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰等。
1.不同電芯正極材料直接決定電池:成本、能量密度、壽命(循環(huán)次數(shù))、穩(wěn)定性、續(xù)航等。
2.相對(duì)來(lái)講,三元鋰材料因?yàn)槟芰棵芏却蟆⒗m(xù)航長(zhǎng)、安全穩(wěn)定,成為行業(yè)首選。其中的三元指的是正極材料中材料含有鎳、鈷、錳或鎳、鈷、鋁三種鋰離子聚合物,通過不同的比例組合而成。(根據(jù)組份分成了NCM和NCA等種類,而它們還分成了不同的體系,行業(yè)里比較前沿的是采用比例為8:1:1的鎳(N)鈷(C)錳(M)三元鋰離子動(dòng)力鋰電池,也就是811體系,類似的還有622、532、333體系,最大的差別是其聚合物比例)。
3.壽命方面,通常三元鋰循環(huán)次數(shù)能達(dá)到1500-2000次,而比較高的能達(dá)到2000次以上。
4.能量密度以后會(huì)單獨(dú)講講。
綜上,動(dòng)力鋰電池的形狀和正極材料決定了電池種類。比如一輛純電動(dòng)汽車的電芯是方形的,電芯正極采用了三元鋰材料,那么這輛車采用的就是【方形三元鋰動(dòng)力鋰電池】
電池的電芯的結(jié)構(gòu)上,分為卷繞式和層疊式(疊片式),生產(chǎn)工藝有所不同,但工作原理類似,都是將極片以不同方式固定在電池殼體內(nèi),充入電解液,經(jīng)過化成后使其內(nèi)部出現(xiàn)膜結(jié)構(gòu)、具備電性能來(lái)使用。
大家常用的5號(hào)、7號(hào)電池,剝開外殼里面其實(shí)是一圈一圈卷繞在一起的,是典型的卷繞式電芯,而手機(jī)中采用的軟包電池,基本都是層疊式的【危險(xiǎn)!請(qǐng)勿嘗試拆解】
層疊式電芯和圈繞式電芯結(jié)構(gòu)
上面講的電池嚴(yán)格來(lái)說(shuō)叫電芯,是電池中最小的單元,多個(gè)電芯組成一個(gè)模組,而多個(gè)模組加上散熱系統(tǒng)、電源管理系統(tǒng)、底殼和頂蓋等其他結(jié)構(gòu)組成通常說(shuō)的電池,嚴(yán)格來(lái)講叫電池包或電池系統(tǒng),而電池則與電機(jī)、電控并稱為三電,他們構(gòu)成了電動(dòng)汽車動(dòng)力總成最重要的部分
三、總結(jié)
所以,大家在選購(gòu)電動(dòng)汽車的時(shí)候,建議關(guān)注一下動(dòng)力鋰電池是否顏值與實(shí)力兼具,也就是電池的形狀和正極材料,因?yàn)樗鼈儧Q定了電池的性能、續(xù)航、安全性及成本等因素,直接影響電動(dòng)汽車的使用體驗(yàn)。