鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:6905次 | 2019年03月30日
簡述鎳鈷錳三元鋰電池
隨著電動(dòng)車的廣泛普及,身邊有好多朋友一直來問動(dòng)力電池的相關(guān)問題,Shock身為一個(gè)冒險(xiǎn)家,別的可以不看,但對(duì)自己出外冒險(xiǎn)裝備的可靠性卻是最為重視的。今天我就請(qǐng)來了一位我的好朋友,跟大家聊聊動(dòng)力電池的那些事。
大家好,我是動(dòng)力電池家族的明星成員小錳,也就是鎳鈷錳三元鋰電池(NCM)。我們動(dòng)力電池家族的歷史可以追溯到1837年。當(dāng)時(shí)蘇格蘭的羅伯特·安德森給四輪馬車裝上了電池和電動(dòng)機(jī),將其成功改造為世界上第一輛靠電力驅(qū)動(dòng)的車輛。那為什么電動(dòng)車出現(xiàn)得這么晚?主要是因?yàn)槔m(xù)航、充電時(shí)間、安全性等關(guān)鍵問題。而我們家族的成員們,就是為了解決這些問題而誕生的。
我們的家族成員都是誰?
比較有知名度的是磷酸鐵鋰電池、鈦酸鋰電池,還有我和我的兄弟鎳鈷鋁三元鋰電池(NCA)。我們由不同的元素組成,所以有著不同的能力和特性。比如磷酸鐵鋰電池,脾氣最好最穩(wěn)定,但同等體積下儲(chǔ)存的電能(能量密度)不夠多,進(jìn)而影響了車輛的續(xù)航能力。再來說鈦酸鋰電池,它能夠快速放電并提供大功率的輸出,能給大巴和坦克供電。但是它的能量密度比較低,而且原材料與制作成本太高,所以一般的電動(dòng)車并不舍得用它。最后說我們兄弟倆,我們的脾氣也不錯(cuò)、能量密度更高,還能夠平衡續(xù)航和穩(wěn)定性,所以就成為了當(dāng)下消費(fèi)級(jí)電動(dòng)車動(dòng)力電池的首選。
鎳鈷錳鎳鈷鋁三元鋰電池是什么鬼?
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%
我到底是種怎樣的電池?
科學(xué)地講,三元鋰電池是以鎳鈷元素作為正極材料,以錳鹽或鋁鹽來穩(wěn)定化學(xué)架構(gòu)的一種鋰電池。我的優(yōu)點(diǎn)前面已經(jīng)說過了,這里主要說下我的脾氣。我的脾氣雖然還可以,但是如果腦子內(nèi)部短路或者被撞擊、穿刺和燒烤,我也是會(huì)生氣失控的。所以為了不讓我生氣,科學(xué)家們?cè)诮饘冫}和包裝方式的選擇等方面下了不少功夫。
鎳鈷錳鎳鈷鋁三元鋰電池是什么鬼?
穩(wěn)定性的選擇:鋁還是錳?
同樣身為三元鋰電池,我和我兄弟還是有不同的性格與特征。大哥鎳鈷鋁制作不僅工藝要求高且成本高,但鋁可以起到提高電池循環(huán)化學(xué)穩(wěn)定性的作用,搭配在三元體系中,鎳含量可以得到一定提升,從而實(shí)現(xiàn)更高的電池能量密度。但是鎳鈷鋁晶體結(jié)構(gòu)較鎳鈷錳不穩(wěn)定,容易在較高溫度的情況下,發(fā)生崩塌導(dǎo)致熱失控,進(jìn)而引發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。相比之下,我體內(nèi)的錳元素雖然較難穩(wěn)定更多的鎳,而導(dǎo)致目前鎳鈷錳體系能量密度稍低所以續(xù)航表現(xiàn)不如鎳鈷鋁,但含錳三元體系熱穩(wěn)定性更佳,同時(shí)鎳含量比例較少,因此作為動(dòng)力電池更為安全。
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:勘探測繪、無人設(shè)備
鎳鈷錳鎳鈷鋁三元鋰電池是什么鬼?
包裝方式的選擇:圓還是方,軟還是硬?
我身體里的鎳鈷錳,在達(dá)到一定溫度時(shí)會(huì)發(fā)生分解,釋放氧氣,而氧氣會(huì)加速高溫作用下電解液的反應(yīng),進(jìn)而造成風(fēng)險(xiǎn)。所以我需要更為可靠的包裝方式。當(dāng)下最主流的方式有三種:圓柱型、方殼型和軟包型。
圓柱型:電芯以緊密的卷繞方式包裝,內(nèi)部排列更緊湊,聚集的能量更多。不過因?yàn)閳A柱型的電池體積小,如果想要提供更多的能量,則需要大量的單體電池來組成電池包,所以電池的一致性很難保證。電池的一致性管理不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致多種不好的結(jié)果,其中一種就是內(nèi)阻增高致使電池內(nèi)部溫度失控引發(fā)危險(xiǎn)。
方殼型:能把內(nèi)部材料卷覆得較為緊密,再加上有鋁殼限制不容易膨脹所以相對(duì)安全。這種包裝方式可在內(nèi)部配備防爆塞,如果有熱失控的情況,會(huì)從防爆塞的固定方向釋放膨脹空氣,不容易影響其它電芯。
軟包型:在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑膜包裝,因?yàn)闆]有鋁殼的空間限制,所以在同樣體積的狀況下可裝入較多能量,反應(yīng)最直接最徹底。但也因?yàn)闆]有鋁殼限制,電池包容易鼓氣或變形,會(huì)有安全隱患。
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