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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?;a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?;瘧玫漠a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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