电动汽车的三种常见锂电池
- 格式:docx
- 大小:12.87 KB
- 文档页数:3
电动汽车三元锂电池产业链分析报告电动汽车的普及推动了锂离子电池产业的快速发展。
而三元锂电池以其高能量密度、长寿命、安全性好等优势,被广泛应用于电动汽车领域。
本文将从产业链的角度分析三元锂电池在电动汽车领域的应用及其产业链情况。
一、三元锂电池在电动汽车领域的应用三元锂电池作为一种锂离子电池,具有高能量密度、较高的比能量和较长的寿命。
同时,三元锂电池能快速充放电,具有超高安全性,且无污染。
这些特性使三元锂电池成为了现代电动汽车首选电池。
目前,大部分的纯电动汽车、插电式混合动力车和一些混合动力车都采用了三元锂电池。
另外,三元锂电池还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车等交通工具领域。
二、三元锂电池产业链情况分析三元锂电池产业链由锂、磷酸铁锂、电解液、隔膜、正极材料、负极材料、电池模组等多个环节组成。
1.锂资源锂是制造三元锂电池最主要的原料,其主要分布在智利、阿根廷、澳大利亚、中国等地。
而中国的锂资源开发较为薄弱,大部分锂都需要通过进口来支撑电池工业。
2.正极材料三元锂电池的正极材料主要包括钴酸锂、三氧化二钴、镍钴锰酸等。
目前,国内主要的正极材料供应商有宁德时代、比亚迪等。
3.负极材料三元锂电池的负极材料主要是炭、过程硅等,也包括氢化钛、碳纳米管等辅助材料。
炭材料的供应商主要有赛迪尔、浙江哈瑞等。
4.电解液、隔膜电解液和隔膜是三元锂电池的重要组成部分,电解液主要由丙烯腈、碳酸二甲酯、氟化锂等物质混配而成,国内主要供应商有广东高升、东莞大地等。
隔膜则主要有美都、芜湖长发、上海圣才等供应商。
5.电池模组电池模组是三元锂电池应用于汽车等领域的重要环节,其主要包括电池管理系统、冷却、密封等多个环节组成。
目前,国内主要的电池模组制造商有BYD、宁德时代等。
三、三元锂电池产业链面临的挑战1.锂资源的局限性和供应不足锂资源是制造三元锂电池的基础,但是全球锂资源分布不均,国内锂资源开发较为薄弱,大部分需要通过进口。
同时,全球锂矿产业集中度较高,只有少数控制了占全球市场的大部分。
锂聚合物电池锂电池磷酸铁锂电池锂离子电池文章标题:探究锂电池的发展与应用目录1. 介绍2. 锂聚合物电池的原理和特点3. 锂电池的历史与发展4. 磷酸铁锂电池的优势与应用5. 锂离子电池的未来发展方向6. 总结与展望1. 介绍在当今社会,电池作为各种电子设备的重要能源供应来源,扮演着不可或缺的角色。
其中,锂电池作为一种高性能、高能量密度的电池类型,近年来备受关注并得到了广泛的应用。
本文将围绕锂聚合物电池、磷酸铁锂电池和锂离子电池这三种常见的锂电池类型,探讨其原理、特点以及在不同领域的应用情况,并展望未来的发展方向。
2. 锂聚合物电池的原理和特点作为一种轻薄、高能量密度的电池类型,锂聚合物电池以其较高的比能量和较长的使用寿命,被广泛应用于移动电源、电动汽车和储能系统等领域。
其原理是利用锂离子在正负极之间的迁移来实现充放电,具有高电压稳定性和较低的自放电率。
与传统的铅酸电池和镍氢电池相比,锂聚合物电池具有更轻、更薄的特点,可以更好地满足现代电子设备对电池轻量化和高性能的需求。
3. 锂电池的历史与发展锂电池作为一种高能量密度电池,其发展历史可以追溯到上个世纪。
经过多年的技术研究和发展,锂电池在电动汽车、航空航天和移动通讯等领域得到了广泛应用。
随着新能源产业的发展,锂电池的需求量不断增加,其研发和生产技术也在不断改进和提升,以满足不同领域的需求。
4. 磷酸铁锂电池的优势与应用相比于锂聚合物电池,磷酸铁锂电池在安全性和循环寿命上有着更佳的表现。
其采用磷酸铁锂作为正极材料,具有较高的安全性和热稳定性,因此在电动汽车、储能系统和工业设备等领域得到了广泛应用。
磷酸铁锂电池还具有较高的循环寿命和较低的自放电率,能够更好地满足用户对电池寿命和稳定性的需求。
5. 锂离子电池的未来发展方向随着新能源技术的不断发展和进步,锂离子电池作为一种主流的储能装置,其未来发展潜力巨大。
在提高能量密度、延长循环寿命、提高安全性和降低成本等方面,锂离子电池都有着进一步的改进空间。
锂离子电池的性能和安全性研究近年来,随着电动汽车、智能手机等电子设备的普及,锂离子电池也越来越广泛地应用于各种领域。
锂离子电池具有高能量密度、长寿命、轻便等优点,因此备受青睐。
但是,锂离子电池在使用中也存在着一些安全性问题,如过充、过放、短路等问题,这些问题不仅会减少电池的寿命,还有可能引起严重的事故。
因此,锂离子电池的性能和安全性研究显得尤为重要。
一、锂离子电池的性能1.电池的种类目前市面上,常见的锂离子电池主要有三种:聚合物锂离子电池、三元锂离子电池、钴酸锂电池。
其中,聚合物锂离子电池具有高能量密度、安全性好等优点,被广泛应用于智能手机、平板电脑、移动电源等电子设备中。
而三元锂离子电池则具有高循环寿命、高容量、高能量密度等特点,逐渐被应用于电动汽车、电动工具等领域。
2.电池的容量和电压电池容量是指在一定条件下,电池能够放出的电荷量。
一般以毫安时(mAh)来表示。
不同的电子设备,对电池的容量要求不同。
电池的电压则是指在正负极之间的电势差。
不同的电池类型和不同的工作环境都会影响电池的电压。
3.电池的耐久性电池的耐久性是指电池在充放电过程中,经历多少个循环充放电后,其容量能够保持原来的一定百分比。
电池的耐久性通常以充放电循环次数来表示。
不同的电池类型和不同的使用环境都会影响电池的耐久性。
二、锂离子电池的安全性1.电池过充过充会导致电池内部压力增大,可能引起电池破裂或爆炸。
因此,电池内部需要设计保护电路,防止电池过充。
2.电池过放过放会导致电池内部压力下降,可能引起电池破裂或爆炸。
因此,电池内部需要设计保护电路,防止电池过放。
3.短路短路会导致电池内部温度升高,可能引起电池破裂或爆炸。
因此,电池内部需要设计保护电路,防止短路。
4.温度过高温度过高会导致电池内部压力增大,可能引起电池破裂或爆炸。
因此,电池内部需要设计保护电路,控制温度。
5.电池容量降低电池容量的降低可能源于电池本身的老化、过充、过放等原因。
三元锂电池能量密度曲线
【原创版】
目录
1.三元锂电池的概述
2.三元锂电池的能量密度曲线
3.三元锂电池与磷酸铁锂电池的比较
4.三元锂电池的发展趋势
正文
一、三元锂电池的概述
三元锂电池是一种常见的锂电池类型,其正极材料主要由镍、钴和锂三种元素组成,具有较高的能量密度和较好的充放电性能。
在目前的电池技术中,三元锂电池被广泛应用于电动汽车、便携式电子设备等领域。
二、三元锂电池的能量密度曲线
三元锂电池的能量密度曲线呈现出一个典型的电压平台,其电压范围为 2.8V~4.2V,典型值为 3.6V 左右。
能量密度是指电池单位质量所能存储的能量,目前主流的三元锂电池的电芯能量密度已达到 250Wh/kg,即便较低的磷酸铁锂电池能量密度也有约 180Wh/kg。
三、三元锂电池与磷酸铁锂电池的比较
相比于磷酸铁锂电池,三元锂电池具有更高的能量密度,使其在相同的体积或重量下能存储更多的能量。
然而,三元锂电池在安全性和循环寿命方面略逊于磷酸铁锂电池。
因此,在选择电池类型时需要根据实际应用场景和需求进行权衡。
四、三元锂电池的发展趋势
随着技术的不断进步和材料研究的深入,三元锂电池在能量密度方面
仍有很大的提升空间。
专家表示,通过技术升级、产线改造、材料体系优化等措施,三元电池在 2020 年左右可以实现 300Wh/kg 的要求。
此外,为了应对补贴退坡的压力,主机厂和电池厂都在进行产品的换代升级,为2020 年补贴完全退出之后与燃油车展开竞争提前准备。
总之,三元锂电池在能量密度方面具有明显优势,且在未来发展趋势中仍具有很大的潜力。
ncm电池参数【一、ncm电池简介】cm电池,即三元材料锂电池,是一种采用镍、钴、锰三种元素为主要成分的锂离子电池。
相较于传统的钴酸锂和锰酸锂电池,ncm电池在容量、循环寿命、安全性等方面具有明显优势,因此得到了广泛的应用。
【二、ncm电池的主要参数】1.容量:ncm电池的容量通常在1000mAh-3000mAh之间,根据不同应用场景和需求进行选择。
容量越大,电池的续航能力越强。
2.电压:ncm电池的标称电压为3.6V或3.7V,满电电压为4.2V。
在选购时,应注意电池的电压是否与设备匹配。
3.充电倍率:ncm电池的充电倍率(Crate)表示电池在单位时间内可以充满的倍数。
充电倍率越高,充电速度越快。
一般而言,充电倍率在0.5C-2C 之间较为常见。
4.循环寿命:ncm电池的循环寿命是指电池在一定条件下可以重复充放电的次数。
一般来说,ncm电池的循环寿命在500次以上,优质产品甚至可达到1000次。
5.安全性:ncm电池在正常使用条件下具有较高的安全性,但过充、过放、短路等异常情况下可能导致安全隐患。
因此,选购时应注意电池的安全性能。
【三、ncm电池的应用领域】cm电池广泛应用于电子产品、电动汽车、储能设备等领域。
其高容量、长寿命、低自放电等特点使其成为许多设备的首选电源。
【四、选购与使用ncm电池的注意事项】1.根据设备需求选择合适的容量、电压和充电倍率的ncm电池。
2.选购时注意电池的品牌和质量,选择有保障的供应商。
3.使用时遵循电池的使用说明书,避免过充、过放、短路等不当行为。
4.定期检查电池的状态,及时更换损耗较大的电池。
【五、总结】cm电池作为一种高性能的锂离子电池,凭借其优异的性能得到了广泛应用。
了解ncm电池的参数和选购使用注意事项,有助于我们更好地利用这一优质能源。
书山有路勤为径;学海无涯苦作舟
六种锂电池特性及参数分析(钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂、钛酸...
我们常常会说到三元锂电池或者铁锂电池,这些都是按照正极活性材料来给锂电池命名的。
本文汇总六种常见锂电池类型以及它们的主要性能参数。
大家都知道,相同技术路线的电芯,其具体参数并不完全相同,本文所显示的是当前参数的一般水平。
六种锂电池具体包括:钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、镍钴锰酸锂(LiNiMnCoO2或NMC)、镍钴铝酸锂(LiNiCoAlO2或称NCA)、磷酸铁锂(LiFePO4)和钛酸锂
(Li4Ti5O12)。
钴酸锂(LiCoO2)
其高比能量使钴酸锂成为手机,笔记本电脑和数码相机的热门选择。
电
池由氧化钴阴极和石墨碳阳极组成。
阴极具有分层结构,在放电期间,锂离子从阳极移动到阴极,充电过程则流动方向相反。
结构形式如图1所示。
1:钴酸锂结构
阴极具有分层结构。
在放电期间,锂离子从阳极移动到阴极; 充电时流
量从阴极流向阳极。
钴酸锂的缺点是寿命相对较短,热稳定性低和负载能力有限(比功率)。
像其他钴混合锂离子电池一样,钴酸锂采用石墨阳极,其循环寿命主要受到固体电解质界面(SEI)的限制,主要表现在SEI膜
的逐渐增厚,和快速充电或者低温充电过程的阳极镀锂问题。
较新的材料体系增加了镍,锰和/或铝以提高寿命,负载能力和降低成本。
专注下一代成长,为了孩子。
三元锂电放电倍率
摘要:
1.三元锂电的概述
2.三元锂电的放电倍率
3.三元锂电放电倍率的影响因素
4.三元锂电放电倍率的提高方法
5.三元锂电放电倍率的应用领域
正文:
三元锂电是一种常见的锂电池类型,它主要由锂、镍、钴三种元素组成,因此被称为三元锂电。
这种电池具有高能量密度、高循环寿命和较高的放电倍率,因此在电子产品和电动汽车等领域得到了广泛应用。
三元锂电的放电倍率是指电池在单位时间内可以放出的电能,通常用倍C (倍电流)表示。
例如,如果一个电池的放电倍率为2C,那么它每分钟可以放出电池容量的两倍电能。
三元锂电的放电倍率通常在1C 至5C 之间,但也有更高的放电倍率。
三元锂电放电倍率的大小受到多种因素的影响,包括电池的正负极材料、电解液、电池结构和电池的使用环境等。
例如,电池的正负极材料会影响电池的放电速度和稳定性;电解液的粘度和离子浓度会影响电池的放电倍率;电池结构和电池的使用环境则会影响电池的热效应和安全性。
提高三元锂电放电倍率的方法有很多,例如改变电池的正负极材料和电解液,优化电池的结构和生产工艺,以及采用热管理系统和保护电路等。
这些方
法可以提高电池的放电速度和稳定性,从而满足不同应用领域的需求。
三元锂电放电倍率的应用领域非常广泛,包括便携式电子产品、电动工具、电动汽车和储能系统等。
六种锂电池特性及参数分析(钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂)我们常常会说到三元锂电池或者铁锂电池,这些都是按照正极活性材料来给锂电池命名的。
本文汇总六种常见锂电池类型以及它们的主要性能参数。
大家都知道,相同技术路线的电芯,其具体参数并不完全相同,本文所显示的是当前参数的一般水平。
六种锂电池具体包括:钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、镍钴锰酸锂(LiNiMnCoO2或NMC)、镍钴铝酸锂(LiNiCoAlO2或称NCA)、磷酸铁锂(LiFePO4)和钛酸锂(Li4Ti5O12)。
钴酸锂(LiCoO2)其高比能量使钴酸锂成为手机,笔记本电脑和数码相机的热门选择。
电池由氧化钴阴极和石墨碳阳极组成。
阴极具有分层结构,在放电期间,锂离子从阳极移动到阴极,充电过程则流动方向相反。
结构形式如图1所示。
图1:钴酸锂结构阴极具有分层结构。
在放电期间,锂离子从阳极移动到阴极; 充电时流量从阴极流向阳极。
钴酸锂的缺点是寿命相对较短,热稳定性低和负载能力有限(比功率)。
像其他钴混合锂离子电池一样,钴酸锂采用石墨阳极,其循环寿命主要受到固体电解质界面(SEI)的限制,主要表现在SEI膜的逐渐增厚,和快速充电或者低温充电过程的阳极镀锂问题。
较新的材料体系增加了镍,锰和/或铝以提高寿命,负载能力和降低成本。
钴酸锂不应以高于容量的电流进行充电和放电。
这意味着具有2,400mAh的18650电池只能以小于等于2,400mA充电和放电。
强制快速充电或施加高于2400mA的负载会导致过热和超负荷的应力。
为获得最佳快速充电,制造商建议充电倍率为0.8C或约2,000mA。
电池保护电路将能量单元的充电和放电速率限制在约1C的安全水平。
六角蜘蛛图(图2)总结了与运行相关的具体能量或容量方面的钴酸锂性能;具体功率或提供大电流的能力;安全;在高低温环境下的性能表现;寿命包括日历寿命和循环寿命;成本特性。
磷酸铁锂电池和三元锂电池磷酸铁锂电池和三元锂电池哪个好?磷酸铁锂电池和三元电池最主要的区别是什么?现在锂电池市场上常见的有两种材料,三元材料和磷酸铁锂,我们怎么样做选择?其实,三元锂电池和磷酸铁锂电池各有千秋,技术不分好坏,只有适合或者不适合。
选择适合自己的锂电池才是最好的。
磷酸铁锂电池和三元锂电池哪个好?磷酸铁锂电池: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)。
在实际使用中,磷酸铁锂电池具有耐高温,安全稳定性强,价格便宜,循环性能更好的优势。
原料价格低且磷、铁存在于地球的资源含量丰富,不会有供料问题。
磷酸铁锂电池的优点:1、使用安全磷酸铁锂电池晶体中的P-O键稳固,难以分解,即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样结构崩塌发热或是形成强氧化性物质,因此拥有良好的安全性。
磷酸铁锂电池经过严格的安全测试,即使在碰撞,穿刺也不会发生爆炸。
2、寿命的改善磷酸铁锂动力电池,循环寿命达到2000次以上,标准充电(5小时率)使用,可达到2000次。
同质量的铅酸电池最多也就1~1.5年时间,而磷酸铁锂电池在同样条件下使用,理论寿命将达到7~8年。
3、高温性能好磷酸铁锂电池热峰值可达350℃-500℃,而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。
工作温度范围宽广(-20C--75C),有耐高温特性。
4、大容量电池在经常处于充满不放完的条件下工作,容量会迅速低于额定容量值,这种现象叫做记忆效应。
像镍氢、镍镉电池存在记忆性,而磷酸铁锂电池无此现象,电池无论处于什么状态,可随充随用,无须先放完再充电。
6、重量轻同等规格容量的磷酸铁锂电池的体积是铅酸电池体积的2/3,重量是铅酸电池的1/3。
7、环保磷酸铁锂电池无污染,符合欧洲RoHS规定,为绝对的绿色环保电池证。
8、快速充电可大电流2C快速充放电,在专用充电器下1.5C充电40分钟内即可将电池充满,启动电流可达2C磷酸铁锂电池缺点:1、磷酸铁锂电池正极的振实密度小,密度一般在0.8到1.3左右。
快速了解新能源电动汽车“三电”的核心技术新能源电动汽车的核心技术,主要由三大部分组成,一为动力电池,二为电机,三为电控。
下面我们来分析每一块产品的具体功能,相关重要参数。
看点01动力电池功能动力电池是电动车的心脏,相当于我们传统燃油车的燃料,提供电动车行驶的能源。
动力电池的主要参数为能量密度千瓦时(KwH kg)),主要评估在1公斤的电池,能够提供多少的动力能量,相当于我们的传统汽车的1L油能跑多少公里。
当然电压大小,电流大小,电池衰减这些参数也很重要。
不同电池类型的性能对比:铅酸电池性格:脾气挺好,就是笨笨的优点:价格低、电压稳定缺点:续驶能力低、污染严重、能量密度低应用车型:多用于低速电动车磷酸铁锂电池性格:老好人,但笨重且脾气古怪优点:寿命长、充电快、使用安全等缺点:能量密度低、比容量低、低温性能较差等磷酸铁锂电池是锂离子电池中的一种,其特点是不含有钴等贵金属元素,其使用的原料为磷和铁,这些元素不仅资源丰富,而且价格也比较低廉。
因此,说磷酸铁锂电池就像个“老好人”,容易被人接受。
此外,电池安全性高、高温性能好、充放电效率高、环保等也都是它的优势所在。
不过,它也有自己的缺点,由于电池的能量密度较低,使得它的体积也相对较庞大;电池容量较小,使得它的续驶能力也比较低;报废后,可回收的价值很低;而且,由于其低温性能较差,因此它不喜欢待在“寒冷”的地方,你说它是不是脾气怪怪的。
三元锂电池性格:小而精,但情绪化优点:能量密度高、循环性能好缺点:稳定性较差、耐高温性较差、寿命短、大功率放电率较低三元锂电池最大的优点在于其能量密度高,所以电池的体积就会相对较小,而这可以有效地降低车辆的体积,且电池容量较大,从而使其续驶里程有所提高。
但是,这个“小精灵”性格却有点情绪化。
由于三元锂电池在高温情况下,结构不稳定,这就使得电池的安全性较差,且目前的造价也比较高。
不过,由于其“小而精”的优势,加之消费者对续驶里程的要求越来越高,所以近几年越来越受到车企的关注。
1
电动汽车的三种常见锂电池
目前电动汽车的锂电池最主要有三种,依次为:磷酸铁锂电池、钴酸锂电池和三元材料电池
1.1.1磷酸铁锂电池:
磷酸铁锂电池属于锂离子二次电池,主要用作动力电池,而且它的放电效率较高,倍率放
电情况下充放电效率可达到90%以上,而铅酸电池大约为80%。在电池中,磷酸铁锂电池的安
全性也高于其他的电池,理论寿命可以达到7~8年,实际使用寿命大约为3~5年,性能价格比理
论上为铅酸电池的4倍以上。
下面再来说说它的缺点,磷酸铁锂电池的价格高于其他类型的电池,而且,电池容量较小,续
行里程短,而且报废后基本上不能回收再利用,没有可回收价值。综上所述,磷酸锂铁电池在
电动汽车上的应用,会使整体的成本提升,而且电池不可回收利用,这样会造成资源的浪费和
消耗。
1.2钴酸锂电池:TESLA的专属电池
TESLA电动车的电池采用了松下提供的NCA系列(镍钴铝体系)18650钴酸锂电池,单颗
电池容量为3100毫安时。TESLA采用了电池组的战略,85kWh的MODELS的电池单元一共运
用了8142个18650锂电池,工程师首先将这些电池以砖、片逐一平均分配最终组成一整个电池
包,电池包位于车身底板。
钴酸锂电池具有结构稳定、容量比高、综合性能突出、但是其安全性差而且成本非常高,
主要用于中小型号电芯,标称电压3.7V。TESLA把这样的电池组合到一起,安全性就成了一个
很需要关注的问题,TESLA的工程师在电池包内的保险装置分布到每一节18650钴酸锂电池,
每一节18650钴酸锂电池两端均设有保险丝,当电池出现过热或电流过大时,保险丝会切断,
以此避免因某个电池出现异常情况(过热或电流过大)时影响到整个电池包。那么,就此来看,
钴酸锂电池虽然本身存在着缺陷,但是在TESLA的工程师的包装上安全性基本上可以忽略。显
然,这样的解决方案还是很适合在纯电动汽车上发展。
1.3三元材料电池:
以电池的正极材料作为命名方式,三元锂电池的全称为“三元聚合物锂电池”,指的是正极
材料使用镍钴锰酸锂三元聚合物的锂电池。三元锂电池多用于笔记本电脑等电子产品,后被用
于电动汽车领域。使用三元锂电池的纯电动汽车中,公众最为熟悉的或许就是特斯拉的ModelS
车型。
比亚迪董事长王传福表示,比亚迪最新研究的磷酸铁锰锂电池突破了传统的磷酸铁锂电池
的能量密度限制,达到了三元材料水平,而在成本控制上比普通的磷酸铁锂更加优秀,续航能
力得到了大幅度的提升。
2.1
锂空气电池是一种用锂作阳极,以空气中的氧气作为阴极反应物的电池。放电过程:阳极
的锂释放电子后成为锂阳离子(Li+),Li+穿过电解质材料,在阴极与氧气、以及从外电路流
过来的电子结合生成氧化锂(Li2O)或者过氧化锂(Li2O2),并留在阴极。锂空气电池的开
路电压为2.91V。
锂空气电池比锂离子电池具有更高的能量密度,因为其阴极(以多孔碳为主)很轻,且氧
气从环境中获取而不用保存在电池里。理论上,由于氧气作为阴极反应物不受限,该电池的容
量仅取决于锂电极,其比能为5.21kWh/kg(包括氧气质量),或11.14kWh/kg(不包括氧气)。
相对与其他的金属-空气电池,锂空气电池具有更高的比能(见下表)[1]?,因此,它非常有吸
引力。
科学家们非常希望锂空气电池有一天能取代我们目前使用的锂离子电池。“锂离子充电电池
已经被使用了近25年,”剑桥大学化学系的ClareP.Grey教授在电话中说,“25年前,结构更
为紧凑的锂离子电池为便携式电子产品的出现铺平了道路,使我们随身携带的电子设备变得更
为轻巧便携。锂离子电池技术在当时更适合消费者,而如今,是时候让锂空气电池来替代它了。”
没有哪位化学家或工程师会说,锂离子电池是完美的。随着电动汽车的越来越普及,研究
人员也开始将精力集中在研究锂空气电池上。因为锂空气电池比锂离子电池轻得多,更轻的汽
车意味着更长的续航里程。可以肯定的是,锂空气电池在理想情况下具有更高的能量密度。理
论上说,只有这种电池能让电动汽车在不必携带巨大而笨重的电池组的情况下,拥有可媲美汽
油车及柴油车的续航里程。
金属/空气电池 理论开路电压(V) 理论比能 (kWh/kg,含氧气) 理论比能
(kWh/kg,不含氧气)
Li/O2 2.91 5.210 11.140
Na/O2 1.94 1.677 2.260
Ca/O2 3.12 2.990 4.180
Mg/O2 2.93 2.789 6.462
Zn/O2 1.65 1.090 1.350
但当前锂空气电池仍然存在一些问题。电压间隙的减小以及石墨烯氧化物电极的大容量导
致其只能容纳较小倍率的充放电,位于电池负极的金属锂有时仍会形成影响电池性能的树突。
而且,正如我们在前文中所提到的,空气里不仅仅有氧气,在空气中的其他的化合物也可能导
致锂空气电池不稳定。
而这些问题的尚未解决,也意味着锂空气电池目前还是不能真正的投入商用。研发新的电
池技术是很容易的,但是要将其真正投入使用还是需要攻克许多技术上的难关。研究人员表示
他们目前正与多家公司合作,力求尽快推进这项技术
2.2耐高温锂电池
近日,日本大金工业和日本高度纸工业联合研制出用于电动汽车的锂电池高耐热技术。新
技术不需要电池冷却系统,在减少自身电力消耗的同时减轻了车体重量,一次充电行驶距离可
提高30%—40%。还可防止电池自燃事故,提高行车安全性。
现有车用锂电池发电时因化学反应而发热,当温度上升至45度以上时,发电性能降低,
需要装配冷却系统。夏季高温时节,冷却系统全程运转可致效率下降,行驶距离缩短30%左右。
新技术采用氟化合物代替易燃电解液成分,制成的新型电解液即使温度上升至60度也能
正常工作;采用植物纤维经精细加工制成的绝缘材料较现在通用的树脂膜制品耐高温、伸缩率降
低,可使绝缘组件耐热性能大大提高;用于电极的粘结剂更换了高耐热材料,即使高温也不会出
现溶出现象。
3.1全球主要国家电池专利技术状况
作为纯电动汽车的唯一动力来源,以锂电池为代表的电动汽车用蓄电池及管理系统相关专
利正引起各国家的重视,因为这是各国将电动汽车电池作为研发重点并取得成果的有效保护措
施。下面对全球排名靠前的主要国家作一分析,这些国家包括东亚的中日韩和欧美的美国与德
国。
1、日本:(1)研究集中在锂电池,其次为铅酸电池、镍氢电池、纳硫电池;(2)、
从专利数来看,有6782件,居全球之冠;(3)、从专利申请人身份看,在纯电动汽车用蓄电
池及管理系统的专利中,超过90%的专利申请来自日本人。所以说,日本掌控着绝大部分专利
技术,为全球最强者。
2、美国:该国是全球最大的汽车生产和消费国,是全球开展电动汽车相关技术研究
的最早国家。(1)研究集中在锂电池,其次为铅酸电池、镍氢电池、空气电池和纳硫电池;
(2)、从专利数来看,止于2010年6月排名全球第二,仅次于日本;(3)、从专利申请人
身份看,在纯电动汽车用蓄电池及管理系统的专利中,接近60%的专利申请来自日本人,来自
美国申请人的专利次之。
3、德国:(1)研究集中在锂电池,其次为铅酸电池、镍氢电池、纳硫电池和空气电
池;(2)、从专利数来看,止于2010年6月排名全球第6位(整个欧洲排名全球第4位),
仅占日本申请量6782件的11%;(3)、从专利申请人身份看,来自德国人的专利申请占总量
的43%,其次是日本人。
4、韩国:韩国汽车产量全球排名第5,出口量全球排名第4。(1)研究集中在锂电
池,远高于随后的镍氢电池、铅酸电池、纳硫电池;(2)、从专利数来看,在日美中之后排
名第4位,如果把欧盟看作一个市场,则韩国又在欧洲之后;(3)、从专利申请人身份看,
韩国人拥有的专利最多,其次是日本人,第三是美国人。
5、中国:(1)研究集中在锂电池,其次是动力镍氢电池,铅酸电池地位下降很快;
(2)、从专利数来看,排在日本和美国之后身列探花;(3)、从专利申请人身份看,日本人
最多,其次是本国人。本国人中比亚迪为实力突出者,该公司以锂离子电池和聚合物锂离子电
池为重点,2003年公司申请了第一个国内专利和美国专利。
从整个专利格局看,围绕锂离子电池的专利争夺将是未来专利战的主战场。趋势上来
看,日本仍将走在前列,由于电动汽车产业处在成长期,许多关键技术尚待突破,所以欧美基
于强大的基础研究优势或将有精彩表现。目前,在锂电池研发上投入最多、产量增长最快的是
中韩两国,它们的参战使这场专利博弈变得更加复杂化。