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規模化應用——論三元材料鋰離子電池

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2022年08月20日  

主持人:目前市面上主流的電池依然是磷酸鐵鋰,但是北汽從EV200開始選用了三元材料電池,那么這種電池的優缺點是什么?在技術層面和整車配套的時候又需要有哪些改進?請肖教授給指點一下。


肖成偉:我說一下個人觀點,剛才提的是兩種電池技術的比較,因為電池的技術都有它的優缺點,磷酸鐵鋰優點多一些,安全性能比較好,缺點也比較明顯,是它的比能量比較低,因此低溫性能比較差。三元鋰的好處是比能量較高。而大家關心的是安全性問題與比能量安全性是矛盾的因素,比能量越高安全隱患越大。


現在從技術升級的角度來說,比能量逐漸提升,磷酸鐵鋰是在120~130Wh/kg,再要提升磷酸鐵鋰電池就做不到了,要換其他磷酸鹽的一些材料,再進一步升級就是用三元材料提升比能量,這是從產品升級的角度來看,為什么有的企業從磷酸鐵鋰轉變為三元材料。比能量高了,單位能量增加,重量降低,相對來說續駛里程會延長。


對于整車來說如果用磷酸鐵鋰續駛里程比較短,因為裝相同容量的情況下,跟三原材料相比,它的重量要重,所以續駛里程是短的,所以在這個基礎上我們做了升級,實際上用更高比能量的電池來代替低的電池,而三元材料目前來說是比較成熟的技術,來替代磷酸鐵鋰的技術。


對三元材料的電池在使用過程中,我個人的觀點是第一個要看它的安全性,從電池系統的設計角度考慮到很多,比如熱設計和結構設計等等,通過DMS的管理,甚至通過整車的控制的策略來提高安全性。因為每一個電池都有安全性問題,沒有一類電池絕對安全。只不過安全性有高與低的差別。三元材料因為比能量,多以發生問題可能影響更大。從電池系統的設計,包括整車設計角度來保證它的安全性,安全性至少在目前國內做電動車設計的時候,放在非常重要的位置考慮。


還有一個就是對它的循環壽命,磷酸鐵鋰循環壽命單體3000次或者5000次,三元材料也要和磷酸鐵鋰的循環壽命做競爭,從整車廠的角度來說希望盡可能提高它的循環壽命,也是從電池的系統設計,包括整車的設計,比如對電池的放電的深度,也就是說從DOD的深度做控制系統。


還有對電池系統設計從批量化的生產角度或者從規模化生產的角度考慮,盡可能做到規格化,這也是汽車廠需要考慮的,包括整個行業也在考慮的,盡可能把單體的電池做成統一,外形尺寸是一致的,這樣第一個可以增加汽車廠家不同車型里面配套的,還有一個提高大規模生產的電池的成本,或者說降低它的成本等。


幾個方面的因素結合在一起,目前來說采用三元材料鋰電池也是整車廠現在應用和關注的重點,是今后一段時間會實現規模化應用的產品。當然磷酸鐵鋰也在某些車型里面也會用,比如應用在對體積和重量要求不是很嚴格的大巴車里,每類電池有不同應用的領域。但是在三元材料這一塊未來有很大發展,因為畢竟是新的技術或者比能量提升,包括安全性和成本都能夠接受的產品或者技術。

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