在電動(dòng)汽車領(lǐng)域,三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池是兩種主流。它們的物理和化學(xué)結(jié)構(gòu)不同,所以材料的財(cái)產(chǎn)也不同,導(dǎo)致性能上的差異。
三元鋰電池的優(yōu)點(diǎn)是能量密度高、低溫性能好、充放電密度高、電量估計(jì)準(zhǔn)確,磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢(shì)是成本低、穩(wěn)定。
由于Ni2+(0.069nm)和Li+(0.076nm)的半徑彼此接近,高溫下隨著三元共聚物燒結(jié)材料中鎳含量的增加,Li和Ni混合的概率迅速增加,這使得Li+的脫intercalation困難,導(dǎo)致材料的比容量和循環(huán)財(cái)產(chǎn)降低,難以逆轉(zhuǎn)。
此外,隨著鎳含量的增加,材料中Ni3+的不穩(wěn)定比例增加,這傾向于與空氣中的水分和二氧化碳發(fā)生反應(yīng),加劇了比容量和循環(huán)性能的損失。
相反,磷酸鐵鋰的P-O化學(xué)鍵相對(duì)穩(wěn)定,只有在溫度達(dá)到700-800攝氏度時(shí)才會(huì)分解。即使電池變形和損壞,氧分子也不會(huì)釋放,并會(huì)發(fā)生劇烈燃燒。因此,鋰鐵電池具有更好的穩(wěn)定性和性能。
從理論上講,如果三元鋰和磷酸鐵鋰電池按一定比例串聯(lián)在一起,就可以得到各方面相對(duì)均衡的電池。而串聯(lián)后,由于電池系統(tǒng)具有更好的鐵鋰電池的耐熱性,如果熱失控,鐵鋰電池也可以在一定程度上阻斷熱傳導(dǎo)。
然而,尚未生產(chǎn)出此類系列產(chǎn)品,這意味著這種理論上可行的解決方案在實(shí)踐中遇到了巨大且無法解決的問題。
鉛酸蓄電池產(chǎn)品主要有下列幾種,其用途分布如下:
起動(dòng)型蓄電池:主要用于汽車、摩托車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)等起動(dòng)和照明;
固定型蓄電池:主要用于通訊、發(fā)電廠、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為保護(hù)、自動(dòng)控制的備用電源;
牽引型蓄電池:主要用于各種蓄電池車、叉車、鏟車等動(dòng)力電源;
鐵路用蓄電池:主要用于鐵路內(nèi)燃機(jī)車、電力機(jī)車、客車起動(dòng)、照明之動(dòng)力;
儲(chǔ)能用蓄電池:主要用于風(fēng)力、太陽能等發(fā)電用電能儲(chǔ)存。