【太平洋汽車網(wǎng) 技術(shù)頻道】隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展,,化石能源在不斷減少的同時(shí)汽車尾氣給環(huán)境帶來(lái)的污染也越來(lái)越嚴(yán)重,。全球各大汽車企業(yè)不斷推出自己的新能源動(dòng)力車,比如天然氣,,氫能源,,燃料電池等。在目前的燃料電池技術(shù)中,,有一種新的電池技術(shù)——鐵電池技術(shù),。
目前國(guó)內(nèi)外研究的鐵電池有高鐵電池和鋰鐵電池兩種。高鐵電池是一種以合成穩(wěn)定的高鐵酸鹽(K2FeO4,、BaFeO4等)作為高鐵電池的正極材料制作的新型化學(xué)電池,;而鋰鐵電池主要是磷酸鐵鋰電池,比其他一次電池(俗稱干電池,,是放電后不能再充電使其復(fù)原的電池)電壓高0.2-0.4V,,而且放電平穩(wěn)、無(wú)污染,、安全,、性能優(yōu)良。 ● 什么是磷酸鐵鋰電池? 磷酸鐵鋰電池的全名應(yīng)是磷酸鐵鋰鋰離子電池,,簡(jiǎn)稱為磷酸鐵鋰電池,,是用磷酸鐵鋰(LiFePO4)材料作電池正極的鋰離子電池,是2002年后推出的產(chǎn)品,,是鋰離子電池家族的新成員,。 ● 磷酸鐵鋰電池有什么特點(diǎn)? 磷酸鐵鋰電池是一種可充電電池,在容量高、輸出電壓高,、良好的充放電循環(huán)性能,、電化學(xué)穩(wěn)定性能、使用中安全性能,、工作溫度范圍寬,、對(duì)環(huán)境無(wú)污染這些性能要求上都不錯(cuò),特別在大放電率放電(5~10C放電),、放電電壓平穩(wěn)上,、安全上(不燃燒、不爆炸),、壽命上(循環(huán)次數(shù)),、對(duì)環(huán)境無(wú)污染上是最好的,是目前最好的大電流輸出動(dòng)力電池,。比亞迪在第九屆高交會(huì)前夕宣布“全球第一款可以用于汽車充電的鐵電池已經(jīng)在深圳誕生”,,但據(jù)同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院副院長(zhǎng)李理光透露“比亞迪的‘鐵電池’就是磷酸鐵鋰電池”。 磷酸鐵鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示,。左邊是橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO4作為電池的正極,,由鋁箔與電池正極連接,中間是聚合物的隔膜,,它把正極與負(fù)極隔開(kāi),,但鋰離子Li+可以通過(guò)而電子e-不能通過(guò),右邊是由碳(石墨)組成的電池負(fù)極,,由銅箔與電池的負(fù)極連接,。電池的上下端之間是電池的電解質(zhì),電池由金屬外殼密閉封裝,。 磷酸鐵鋰電池在充電時(shí),,正極中的鋰離子Li+通過(guò)聚合物隔膜向負(fù)極遷移;在放電過(guò)程中,,負(fù)極中的鋰離子Li+通過(guò)隔膜向正極遷移,。鋰離子電池就是因鋰離子在充放電時(shí)來(lái)回遷移而命名的。 ● 磷酸鐵鋰電池性能與其他電池性能的比較
說(shuō)明:不同工廠生產(chǎn)的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池在各項(xiàng)性能參數(shù)上會(huì)有一些差別;另外,,有一些電池性能未列入,,如電池內(nèi)阻,、自放電率、充放電溫度等,。 通過(guò)比較可知,,磷酸鋰鐵電池能高效率輸出。標(biāo)準(zhǔn)放電為2C,、連續(xù)高電流放電可達(dá)10C,,瞬間脈沖放電(10S)可達(dá)20C;電池不燃燒,、不爆炸,、安全性最好;有較好的循環(huán)壽命,,經(jīng)500次循環(huán),,其放電容量仍大于95%;可快速充電,,并且對(duì)環(huán)境無(wú)污染。 ● 磷酸鐵鋰電池有什么優(yōu)勢(shì)? 磷酸鐵鋰電池是用來(lái)做鋰離子二次電池(又稱為充電電池,,是指在電池放電后可通過(guò)充電的方式使活性物質(zhì)激活而繼續(xù)使用的電池)的,,現(xiàn)在主要方向是動(dòng)力電池,相對(duì)NI-H,,Ni-Cd 電池有很大優(yōu)勢(shì),。 安全 磷酸鐵鋰的安全性能是目前所有的材料中最好的。當(dāng)然它和其它磷酸鹽的安全性能也基本一樣,,用磷酸鐵鋰做電池,,絕對(duì)不用擔(dān)心爆炸問(wèn)題的存在。
穩(wěn)定性高 包括高溫充電的容量穩(wěn)定性好,,儲(chǔ)存性能好等,。這點(diǎn)是最大的優(yōu)點(diǎn),在所有知道的材料中,,也是最好的,。 綠色環(huán)保 對(duì)于干電池的污染相信各位在小學(xué)《自然》課本中就早已知道。鉛酸電池中存在著大量的鉛,,在其廢棄后若處理不當(dāng),,將對(duì)環(huán)境夠成二次污染。但是磷酸鐵鋰電池不含任何重金屬與稀有金屬(鎳氫電池需稀有金屬),,無(wú)毒(SGS認(rèn)證通過(guò)),,無(wú)污染,符合歐洲RoHS規(guī)定,,為絕對(duì)的綠色環(huán)保電池證,。 價(jià)格便宜 目前市場(chǎng)上的鋰離子電池正極材料主要是氧化鈷鋰(LiCoO2),,另外還有少數(shù)采用氧化錳鋰(LiMn2O4)及氧化鎳鋰(LiNiO2)作正極材料的鋰離子電池,一般將后兩種正極材料的鋰離子電池稱為“鋰錳電池”及“鋰鎳電池”,。采用LiFePO4正極材料做成的鋰離子電池應(yīng)是最便宜的,。
由此比較可見(jiàn)采用LiFePO4正極材料做成的鋰離子電池應(yīng)是最便宜的。 ● 磷酸鐵鋰電池也有其缺點(diǎn) 例如低溫性能差,,正極材料振實(shí)密度(指在規(guī)定條件下容器中的粉末經(jīng)振實(shí)后所測(cè)得的單位容積的質(zhì)量)小,,等容量的磷酸鐵鋰電池的體積要大于鈷酸鋰等鋰離子電池,因此在微型電池方面不具有優(yōu)勢(shì),。而用于動(dòng)力電池時(shí),,磷酸鐵鋰電池和其他電池一樣,需要面對(duì)電池一致性問(wèn)題,。單體磷酸鐵鋰電池壽命目前超過(guò)2000次,,但電池組的壽命會(huì)大打折扣,有可能是500次,。因?yàn)殡姵亟M是由大量單體電池串并而成,,電池組整體壽命取決于壽命最短的那顆電池。 所以,,只有在電池性能高度一致時(shí),,壽命發(fā)揮才能接近單體電池的水平。 總結(jié):比亞迪作為全球最先實(shí)現(xiàn)磷酸鐵鋰電池產(chǎn)業(yè)化的車企之一,,最先將磷酸鐵鋰電動(dòng)車投放市場(chǎng),,300臺(tái)e6出租車和200臺(tái)K9大巴兩年多的成功運(yùn)營(yíng),使電池的性能優(yōu)勢(shì)得到了充分的證明,。在新能源動(dòng)力車的道路上希望比亞迪走的越來(lái)越好,。 相關(guān)文章: 百公里加速6.9s 詳解比亞迪新混合動(dòng)力車 節(jié)能高效 淺談比亞迪DMⅡ代雙模技術(shù) |
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