新能源汽车要用到锂电池吗
【太平洋汽车网】新能源汽车要用到锂电池,而且当前国家上牌的电动汽车90%以上都是装配的锂电池作为动力能量来源。另外,低速电动汽车、电动三轮、二轮都可以用锂电池,正常情况下,正规工厂锂电池产品性能要比铅酸电池优越的多。
锂离子电池的用途十分广泛,因为特有的性能优势,已经在电子时代得到普遍应用,比如说笔记本电脑、相机、手机等等。新能源汽车产业的出现,更是大大推动了锂电池的发展,为锂电池的应用打开了广阔的前景。
一、汽车锂电池的构成与分类如果把汽车锂电池看做是一道菜的话,那么完成这道菜就需要一些食材和配料,这些食材配料就是正极材料、负极材料、电解液、隔离材料和电池管理系统等。
二、磷酸铁锂电池和三元锂电池的对比两种电池都使用锂元素,循环寿命也可以放心使用。但其正负极材料和电池管理系统却有所不同,性能上的特点也大有差异。
所谓磷酸铁锂电池,就是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。这一类电池的特点是不含贵重金属元素(比如钴等)。由于不含有贵重金属材料,磷酸铁锂电池的原材料成本就可以被压缩的非常低廉。
而三元锂电池是指使用镍钴锰酸锂做为正极材料,石墨作为负极材料的锂电池。与磷酸铁锂不同,三元锂电池电压平台很高,这也就意味着在相同的体积或是重量下,三元锂电池的比能量、比功率更大。除此之外,在大倍率充电、和耐低温性能等方面,三元锂电池也有很大的优势。特斯拉的ModelS采用的松下18650组成的电池组就是三元锂电池,单个这种电池比平常的5号电池要大一些。
1.能量密度与续航里程对比相较于磷酸铁锂电池,三元锂电池的能量密度大,电压更高,所以同样重量的电池组电池容量更大,车子跑的距离也就更远,速度也能更快。特斯拉ModelS充满电的续航里程为400多公里。北汽EV200采用了来自韩国SK生产的三元锂电池,理论巡航里程达到200km,而它的前辈车型EV150则采用了磷酸铁锂电池,续航里程仅为150km。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)
新能源汽车使用的五种锂电池如下:
铅酸电池:
铅酸电池作为一种成熟的技术,由于其成本低、高倍率放电,目前仍是 电动车 量产的唯一电池。
镍镉电池和镍氢电池:
虽然其性能优于铅酸电池,但含有重金属,废弃后会污染环境。
锂离子电池:
工作电压高,比能量高,是镍氢电池的3倍);体积小;重量轻;循环寿命长;自放电率低;无记忆效应;无污染等等。
磷酸铁锂电池:
磷酸铁锂电池也是锂离子电池的一种,比能量不到钴酸锂电池的一半,但安全性高,循环次数可达2000次,放电稳定,价格便宜,是车载电源的新选择。
燃料电池:
简单来说,燃料电池就是将存在于燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的一种发电装置。
【太平洋汽车网】新能源汽车用的锂电池属于危险品,由于电池属于危险品,在正常的订舱过程中会比普通货物多一个申报的步骤,因此需要在舱位审批完成以后、提到箱子以后,立马就要做申报流程。申报流程需要用到危包证。
新能源汽车使用的锂电池,是由爆炸、自燃的风险的。
以锂离子电池作为储能装置的新能源汽车,目前已经成为了市场主流。然而,随着新能源汽车的推广和应用,锂离子电池自燃的问题和汽车使用安全已经成为担心的问题。
锂是世界上最活泼的金属。锂离子电池体积小容量密度高,高能量密度的特性让其成为电动汽车的首选。锂离子电池在工作中是利用锂离子得失电子和迁移聚集来实现电能的储存的。
在电池充电时,正极里的锂原子会丧失电子成为锂离子,出现电势差。电解介质中的锂离子在电势差的用途下,向负极迁移聚集。放电时,整个程序倒过来。整个工作过程是由电极内的锂金属得失和电解液中的电子、锂离子的迁移来共同完成的。
然而,锂的化学特性太活泼。锂金属暴露在空气中,会与氧气出现激烈的氧化反应,从而出现燃烧、爆炸。
新能源汽车使用锂电池的注意事项:
1、外力引起的动力锂电池热失控导致的起火事件最常见。由于现在电动汽车用的动力锂电池都是由大量的锂离子电池组构成,整套动力锂电池体积非常大,安放在底盘上。这样就很容易在车辆发生碰撞时对电池组造成挤压,从而导电池发生变形、开裂、短路等损坏,触发热失控。
2、为了防止空气进入,锂离子电池都被封装在密闭容器冲,并为了防止外力破坏通常配以不锈钢外壳和铝合金外壳。例如,特斯拉的电动汽车,甚至采用了钛合金防护板,以防止汽车使用中,尤其是交通事故中对电池容器的损伤。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)
【太平洋汽车网】国产新能源汽车用的是三元锂电池。现在的新能源车基本上用的都是锂离子电池。但根据其正极材料不同,锂离子电池也分为不同的类型。用在新能源动力电池上有两种,一种是磷酸锂铁电池。
三元锂电池的使用寿命比磷酸锂铁电池相对偏短,但是能量密度更大,相同重量下面磷酸锂铁电池所包含的能量是少于三元聚合物锂电池的。
现在来看,新能源车的电池使用寿命还是比较长的,通常能有十来年,就目前的价格来说,换一次电池则相对偏贵,需要花费几万元甚至十几万元。不过也不用太在意,目前国内量产的新能源汽车电池使用8年左右容量衰减在30%内均属正常。而且国家相关法律也规定,新能源汽车的动力电池、电机、电控等关键零部件须提供不低于8年或12万公里的质保。
虽然有质保,但是换电池的花费还是让很多人难以接受,是否可以像手机电池一样买个非原装的来用呢?答案肯定是不行的,新能源车的电池费用本身在家整车的比重就很高,并非商家故意抬高电池的价格。新能源汽车电池的费用占据了整辆车成本的1/2有的甚至到了2/3,一块电池的好坏,直接决定了整辆车的好坏,因此可不像手机换电池那么简单。
不过也不用那么担心,质保8年已经够用了,期间出现问题直接找厂家,而过了质保,真正需要换电池时,那时候肯定就比现在便宜多了,科技也越来越进步了,你现在是否还在担心几年前买的手机电池不耐用,换电池贵?其实压根就没这个问题了,同理现在并不用太在意这个。
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(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)
考虑电池能量密度,三元锂离子电池相关于磷酸铁锂离子电池要有明显的优势,三元锂离子电池的平均水平可以做到140Wh/kg,而磷酸铁锂的平均水平则为120Wh/kg,下面,我们就重点针对三元锂离子电池的使用寿命,以比亚迪元EV360为例,给大家做一个简单分析:比亚迪元EV36
0:电池容量42度,工信部公布的NEDC综合工况续驶里程为305公里,假设一周行驶里程为610公里,则简单换算,要深度充放2次,即充84度电。
一年以52周计算,则一年要充104次,假如假设比亚迪元循坏使用寿命为1000次(具体次数可以咨询比亚迪厂家),则按照我们设定的使用条件,基本上,用车寿命为10年。所谓锂离子电池寿命是指电池在使用过一段时间后,容量衰减为标称容量的70%,即可认为寿命终止。行业内一般以锂离子电池满充满放的循环次数来计算循环寿命。在使用的过程中,锂离子电池内部会发生不可逆的电化学反应导致容量下降,比如电解液的分解,活性材料的失活,正负极结构的坍塌导致锂离子嵌入和脱嵌的数量减少等等。
理论上来讲,三元锂离子电池寿命是2000次充放电循环,我们算作一天一充,也能维持5-8年甚至能用十来年。不过实际上使用与理论还是有差别的,假如进行1000次充放电循环,实质上三元锂离子电池已经衰减了50%,也就是说充满电只能跑原来里程的一半。
所以如何防止这种情况呢?随用随充,不要把电耗尽才去充电。另外,优秀的电池管理系统也能减缓三元锂离子电池衰减。以续航超过400km+的车型举例,吉利帝豪EV450,51.9度,比亚迪秦EV400,61度,以1540元的单价算,它俩换一块电池大概要7-9万元。除了这些呢,也有续航里程相对短一点的,车子小一点的。你比如说什么宝马I3电池是22度,也有33度的,换个电池大概是三万、四万块钱的样子。
(图/文/摄: 问答叫兽)Model Y Model 3 Model X AION V 理想ONE 小鹏汽车P7 @2019
新能源汽车电池属于锂离子电池,其构造可分为正极材料、负极材料、电池隔膜、电解液等几部分。新能源汽车动力电池从正极材料上分,大致可分为磷酸铁锂电池和三元锂电池两种。
新能源汽车正极材料是目前锂离子电池里面主要的储存锂离子的地方,并且它的性能直接影响锂离子电池的性能。新能源车型的续航里程很大程度上与正极材料有关。正极的材料主要分为三元,磷酸铁锂,钴酸锂和锰酸锂四大类。这四种正极的材料各有各的特点,并且能对新能源车型产生很大的影响。三元材料是几种多元金属材料的复合氧化物。并且能够充分发挥金属的优势,电池的容量比较高,所以广泛用于乘用车当中,而新能源车型多数都使用三元锂电池。
磷酸铁锂由于原材料较低,并且循环性和安全性好。不足之处是容量较低,因此主要用于动力电池当中的客车和物流车。锰酸锂资源丰富,价格便宜。无奈循环性差,高温中衰减严重,所以少量用于动力电池中。钴酸锂能量密度高,但价格高且不环保。目前主要用于3C电子产品中。
与磷酸铁锂电池相比,三元锂电池最大的优势就是能量密度高。它可以通过调整正极材料中镍的占比,来提高电池能量密度。在电动汽车把续驶里程作为主要技术参数的情况下,能量密度更高的三元锂电池,已成为电动汽车动力电池的主要选择,目前装车量已达60%左右。
(图/文/摄: 问答叫兽)小鹏汽车P7 Model Y AION V 理想ONE 蔚来EC6 Model X @2019
【太平洋汽车网】汽车蓄电池的类型有镍镉电池,镍氢电池,锂离子电池,锂聚合物电池,铅酸电。三元锂电池三元锂电池能量密度高、循环寿命长、不惧低温,高温下稳定不足。
铅酸电池铅酸电池作为比较成熟的技术,因其成本较低,而且能够高倍率放电,依然是唯一可供大批量生产的电动汽车用电池。北京奥运会时,有20辆使用铅酸电池的电动汽车,为奥运会供应交通服务。
但是铅酸电池的比能量、比功率和能量密度都很低,以此为动力源的电动汽车不可能拥有良好的车速及续航里程。
镍镉电池和镍氢电池虽然性能好于铅酸电池,但含有重金属,使用遗弃后对环境会造成污染。
镍氢动力锂电池刚刚进入成熟期,是目前混合动力汽车所用电池体系中唯一被实际验证并被商业化、规模化的电池体系,现有混合动力锂电池99%的市场份额为镍氢动力锂电池,商业化的代表是丰田的普锐斯。目前全球重要的汽车动力锂电池厂商重要有日本的PEVE和Sanyo,PEVE占据全球Hybrid动力车用镍氢电池85%的市场份额,目前重要的商业化的混合动力汽车如丰田的Prius、Alphard和Estima,以及本田的Civic,Insight等均采用PEVE的镍氢动力锂电池组。
在我国,长安杰勋、奇瑞A5、一汽奔腾、通用君悦等品牌轿车已经在示范运行,他们采用的也都是镍氢电池,不过电池重要向国外采购,国内镍氢电池在汽车上的运用仍处于研发匹配阶段。
三、锂离子电池传统的铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池本身技术比较成熟,但它们用在汽车上作为动力锂电池则存在较大的问题。目前,越来越多的汽车厂家选择采用锂离子电池作为新能源汽车的动力锂电池。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)