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鋰離子市場份額擴大的優勢

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年06月11日  

鋰離子電池是1990年由日本索尼公司首先推向市場的新型高能蓄電池。其優點是比能量高,是當前比能量最高的蓄電池。已經在便攜式信息產品中獲得推廣應用。

鋰離子電池被普遍認為具有如下的優點:比能量大;比功率高;自放電小;無記憶效應;循環特性好;可快速放電,且效率高;工作溫度范圍寬;無環境污染等,因此有望進入21世紀最好的動力電源行列。預計在2006~2012年期間,當鋰離子電池進一步發展時,MH/Ni蓄電池的市場份額將縮小。鋰離子市場份額將會擴大。已經有采用鋰離子蓄電池的電動自行車產品出售。

在安全性好、循環性能好、比容量高的新型價廉正極材料發展的推動下,電動自行車用的鋰離子蓄電池已接近實用。有幾家已可提供較成熟的、裝有電池管理系統(BMS)的電動自行車用鋰離子蓄電池。也有專門生產用鋰離子蓄電池的電動自行車廠家。筆者認為電動自行車用的鋰離子蓄電池將是首先商業化、大批量在車上使用的動力型電池;它將是繼鉛蓄電池之后所占比例較大的實用化電池,也將成為用于高端電動自行車產品的電池。關于大型鋰離子蓄電池在純電動轎車和電動巴士,以及在混合電動車上試用,展覽示范的已有不少報道。根據現在的鋰離子蓄電池發展水平和經驗,認為電動自行車用48V10Ah以下電池組的安全性是有保障的,但大型鋰離子蓄電池要在商業化電動車輛上使用還要做許多艱苦的工作,其原因主要是:純電動轎車和電動巴士,以及混合電動車上使用的電池數量多、系統復雜,安全性難度更大,對可靠性和一致性的要求更高,價格太高等。曾經報道過深圳比亞迪要在2005年提供200輛以鋰離子蓄電池為動力源的電動轎車組成出租車隊之事,現在已推遲到2007年了。[1]

對鋰電位高,導致工作電壓低,能量密度降低

2.電池制作過程容易產氣

3.電子導電性不好

鈦酸鋰電池優點介紹:

安全性好,電動車電池最重要的一點就是需要高安全性,鈦酸鋰由于其平衡電位高,不會在負極形成鋰枝晶,而具有很好的安全性。

2.循環性能好,由于其是“零應變”材料,而不會在充放電過程中發生結構的變化,具有非常優越的循環性能。

3.可以快速充放電,鋰離子在鈦酸鋰晶體中的擴散系數是2×10-8cm-2/s,比石墨負極多一個數量級,可以快速充放電,快速充電能力是考察電動車電池的一個重要指標。

4.工作溫度范圍寬-30℃-60℃,低溫下鋰的嵌入及脫出能力都會下降,尤其是嵌入能力,鈦酸鋰負極在-30℃下充電也不會出現導致短路或使負極惡化的鋰枝晶出現,這是石墨負極無法做到的,在廣泛的環境下能夠快速充電和放電,適用于車載用途。

5.自放電小,在一個帖子提到我們的實驗數據,正極采用我們常規型錳酸鋰,負極用鈦酸鋰,60度存儲28天容量剩余率88%,容量恢復率95%以上。

鈦酸鋰電池缺點:缺點介紹

1.對鋰電位高,導致工作電壓低,能量密度降低

2.電池制作過程容易產氣

3.電子導電性不好

鈦酸鋰電池缺點:優點介紹

1.安全性好,電動車電池最重要的一點就是需要高安全性,鈦酸鋰由于其平衡電位高,不會在負極形成鋰枝晶,而具有很好的安全性。

2.循環性能好,由于其是“零應變”材料,而不會在充放電過程中發生結構的變化,具有非常優越的循環性能。

3.可以快速充放電,鋰離子在鈦酸鋰晶體中的擴散系數是2×10-8cm-2/s,比石墨負極多一個數量級,可以快速充放電,快速充電能力是考察電動車電池的一個重要指標。

4.工作溫度范圍寬-30℃-60℃,低溫下鋰的嵌入及脫出能力都會下降,尤其是嵌入能力,鈦酸鋰負極在-30℃下充電也不會出現導致短路或使負極惡化的鋰枝晶出現,這是石墨負極無法做到的,在廣泛的環境下能夠快速充電和放電,適用于車載用途。

5.自放電小,在一個帖子提到我們的實驗數據,正極采用我們常規型錳酸鋰,負極用鈦酸鋰,60度存儲28天容量剩余率88%,容量恢復率95%以上。

優點

采用電動車輛取代燃油車輛是解決城市環境污染的最佳選擇,其中鋰離子動力電池引起了研究者的廣泛關注.為了滿足電動車輛對車載型離子動力電池的要求,研制安全性高、倍率性能好且長壽命的負極材料是其熱點和難點。

商業化的鋰離子電池負極主要采用碳材料,但以碳做負極的鋰電池在應用上仍存在一些弊端:

1、過充電時易析出鋰枝晶,造成電池短路,影響鋰電池的安全性能;

2、易形成SEI膜而導致首次充放電效率較低,不可逆容量較大;

3、即碳材料的平臺電壓較低(接近于金屬鋰),并且容易引起電解液的分解,從而帶來安全隱患。

4、在鋰離子嵌入、脫出過程中體積變化較大,循環穩定性差。

與碳材料相比,尖晶石型的Li4Ti5O12具有明顯的優勢:

1、它為零應變材料,循環性能好;

2、放電電壓平穩,而且電解液不致發生分解,提高鋰電池安全性能;

3、與炭負極材料相比,鈦酸鋰具有高的鋰離子擴散系數(為2*10-8cm2/s),可高倍率充放電等。

4、鈦酸鋰的電勢比純金屬鋰的高,不易產生鋰晶枝,為保障鋰電池的安全提供了基礎。

缺點

1、相對其他類型的鋰離子動力電池能量密度會低一些。

2、脹氣問題一直阻礙著鈦酸鋰電池的應用。

3、相對其他類型的鋰離子動力電池價格偏高。

4、電池一致性仍存在差異,隨著充放電次數的增加電池一致性差異會逐漸增大。

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