鉅大LARGE | 點擊量:591次 | 2019年06月11日
鋰離子市場份額擴大的優(yōu)勢
鋰離子電池是1990年由日本索尼公司首先推向市場的新型高能蓄電池。其優(yōu)點是比能量高,是當前比能量最高的蓄電池。已經在便攜式信息產品中獲得推廣應用。
鋰離子電池被普遍認為具有如下的優(yōu)點:比能量大;比功率高;自放電小;無記憶效應;循環(huán)特性好;可快速放電,且效率高;工作溫度范圍寬;無環(huán)境污染等,因此有望進入21世紀最好的動力電源行列。預計在2006~2012年期間,當鋰離子電池進一步發(fā)展時,MH/Ni蓄電池的市場份額將縮小。鋰離子市場份額將會擴大。已經有采用鋰離子蓄電池的電動自行車產品出售。
在安全性好、循環(huán)性能好、比容量高的新型價廉正極材料發(fā)展的推動下,電動自行車用的鋰離子蓄電池已接近實用。有幾家已可提供較成熟的、裝有電池管理系統(tǒng)(BMS)的電動自行車用鋰離子蓄電池。也有專門生產用鋰離子蓄電池的電動自行車廠家。筆者認為電動自行車用的鋰離子蓄電池將是首先商業(yè)化、大批量在車上使用的動力型電池;它將是繼鉛蓄電池之后所占比例較大的實用化電池,也將成為用于高端電動自行車產品的電池。關于大型鋰離子蓄電池在純電動轎車和電動巴士,以及在混合電動車上試用,展覽示范的已有不少報道。根據現在的鋰離子蓄電池發(fā)展水平和經驗,認為電動自行車用48V10Ah以下電池組的安全性是有保障的,但大型鋰離子蓄電池要在商業(yè)化電動車輛上使用還要做許多艱苦的工作,其原因主要是:純電動轎車和電動巴士,以及混合電動車上使用的電池數量多、系統(tǒng)復雜,安全性難度更大,對可靠性和一致性的要求更高,價格太高等。曾經報道過深圳比亞迪要在2005年提供200輛以鋰離子蓄電池為動力源的電動轎車組成出租車隊之事,現在已推遲到2007年了。[1]
對鋰電位高,導致工作電壓低,能量密度降低
2.電池制作過程容易產氣
3.電子導電性不好
鈦酸鋰電池優(yōu)點介紹:
安全性好,電動車電池最重要的一點就是需要高安全性,鈦酸鋰由于其平衡電位高,不會在負極形成鋰枝晶,而具有很好的安全性。
2.循環(huán)性能好,由于其是“零應變”材料,而不會在充放電過程中發(fā)生結構的變化,具有非常優(yōu)越的循環(huán)性能。
3.可以快速充放電,鋰離子在鈦酸鋰晶體中的擴散系數是2×10-8cm-2/s,比石墨負極多一個數量級,可以快速充放電,快速充電能力是考察電動車電池的一個重要指標。
4.工作溫度范圍寬-30℃-60℃,低溫下鋰的嵌入及脫出能力都會下降,尤其是嵌入能力,鈦酸鋰負極在-30℃下充電也不會出現導致短路或使負極惡化的鋰枝晶出現,這是石墨負極無法做到的,在廣泛的環(huán)境下能夠快速充電和放電,適用于車載用途。
5.自放電小,在一個帖子提到我們的實驗數據,正極采用我們常規(guī)型錳酸鋰,負極用鈦酸鋰,60度存儲28天容量剩余率88%,容量恢復率95%以上。
鈦酸鋰電池缺點:缺點介紹
1.對鋰電位高,導致工作電壓低,能量密度降低
2.電池制作過程容易產氣
3.電子導電性不好
鈦酸鋰電池缺點:優(yōu)點介紹
1.安全性好,電動車電池最重要的一點就是需要高安全性,鈦酸鋰由于其平衡電位高,不會在負極形成鋰枝晶,而具有很好的安全性。
2.循環(huán)性能好,由于其是“零應變”材料,而不會在充放電過程中發(fā)生結構的變化,具有非常優(yōu)越的循環(huán)性能。
3.可以快速充放電,鋰離子在鈦酸鋰晶體中的擴散系數是2×10-8cm-2/s,比石墨負極多一個數量級,可以快速充放電,快速充電能力是考察電動車電池的一個重要指標。
4.工作溫度范圍寬-30℃-60℃,低溫下鋰的嵌入及脫出能力都會下降,尤其是嵌入能力,鈦酸鋰負極在-30℃下充電也不會出現導致短路或使負極惡化的鋰枝晶出現,這是石墨負極無法做到的,在廣泛的環(huán)境下能夠快速充電和放電,適用于車載用途。
5.自放電小,在一個帖子提到我們的實驗數據,正極采用我們常規(guī)型錳酸鋰,負極用鈦酸鋰,60度存儲28天容量剩余率88%,容量恢復率95%以上。
優(yōu)點
采用電動車輛取代燃油車輛是解決城市環(huán)境污染的最佳選擇,其中鋰離子動力電池引起了研究者的廣泛關注.為了滿足電動車輛對車載型離子動力電池的要求,研制安全性高、倍率性能好且長壽命的負極材料是其熱點和難點。
商業(yè)化的鋰離子電池負極主要采用碳材料,但以碳做負極的鋰電池在應用上仍存在一些弊端:
1、過充電時易析出鋰枝晶,造成電池短路,影響鋰電池的安全性能;
2、易形成SEI膜而導致首次充放電效率較低,不可逆容量較大;
3、即碳材料的平臺電壓較低(接近于金屬鋰),并且容易引起電解液的分解,從而帶來安全隱患。
4、在鋰離子嵌入、脫出過程中體積變化較大,循環(huán)穩(wěn)定性差。
與碳材料相比,尖晶石型的Li4Ti5O12具有明顯的優(yōu)勢:
1、它為零應變材料,循環(huán)性能好;
2、放電電壓平穩(wěn),而且電解液不致發(fā)生分解,提高鋰電池安全性能;
3、與炭負極材料相比,鈦酸鋰具有高的鋰離子擴散系數(為2*10-8cm2/s),可高倍率充放電等。
4、鈦酸鋰的電勢比純金屬鋰的高,不易產生鋰晶枝,為保障鋰電池的安全提供了基礎。
缺點
1、相對其他類型的鋰離子動力電池能量密度會低一些。
2、脹氣問題一直阻礙著鈦酸鋰電池的應用。
3、相對其他類型的鋰離子動力電池價格偏高。
4、電池一致性仍存在差異,隨著充放電次數的增加電池一致性差異會逐漸增大。
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