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来源: 蔚来 | 作者:admin | 分类:技术 | 时间:2018-08-19 | 浏览:10388
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天下彩txkc讯:随着电动车的广泛普及,身边有好多朋友一直来问动力电池的相关问题,Shock身为一个冒险家,别的可以不看,但对自己出外冒险装备的可靠性却是最为重视的。今天我就请来了一位我的好朋友,跟大家聊聊动力电池的那些事。

大家好,我是动力电池家族的明星成员小锰,也就是镍钴锰三元锂电池(NCM)。我们动力电池家族的历史可以追溯到1837年。当时苏格兰的罗伯特·安德森给四轮马车装上了电池和电动机,将其成功改造为世界上第一辆靠电力驱动的车辆。那为什么电动车出现得这么晚?主要是因为续航、充电时间、安全性等关键问题。而我们家族的成员们,就是为了解决这些问题而诞生的。

我们的家族成员都是谁?

比较有知名度的是磷酸铁锂电池、钛酸锂电池,还有我和我的兄弟镍钴铝三元锂电池(NCA)。我们由不同的元素组成,所以有着不同的能力和特性。比如磷酸铁锂电池,脾气最好最稳定,但同等体积下储存的电能(能量密度)不够多,进而影响了车辆的续航能力。再来说钛酸锂电池,它能够快速放电并提供大功率的输出,能给大巴和坦克供电。但是它的能量密度比较低,而且原材料与制作成本太高,所以一般的电动车并不舍得用它。最后说我们兄弟俩,我们的脾气也不错、能量密度更高,还能够平衡续航和稳定性,所以就成为了当下消费级电动车动力电池的首选。

锂电池.jpg

我到底是种怎样的电池?

科学地讲,三元锂电池是以镍钴元素作为正极材料,以锰盐或铝盐来稳定化学架构的一种锂电池。我的优点前面已经说过了,这里主要说下我的脾气。我的脾气虽然还可以,但是如果脑子内部短路或者被撞击、穿刺和烧烤,我也是会生气失控的。所以为了不让我生气,科学家们在金属盐和包装方式的选择等方面下了不少功夫。

锂电.jpg

稳定性的选择:铝还是锰?

同样身为三元锂电池,我和我兄弟还是有不同的性格与特征。大哥镍钴铝制作不仅工艺要求高且成本高,但铝可以起到提高电池循环化学稳定性的作用,搭配在三元体系中,镍含量可以得到一定提升,从而实现更高的电池能量密度。但是镍钴铝晶体结构较镍钴锰不稳定,容易在较高温度的情况下,发生崩塌导致热失控,进而引发风险。相比之下,我体内的锰元素虽然较难稳定更多的镍,而导致目前镍钴锰体系能量密度稍低所以续航表现不如镍钴铝,但含锰三元体系热稳定性更佳,同时镍含量比例较少,因此作为动力电池更为安全。

三元锂电池.jpg

包装方式的选择:圆还是方,软还是硬?

我身体里的镍钴锰,在达到一定温度时会发生分解,释放氧气,而氧气会加速高温作用下电解液的反应,进而造成风险。所以我需要更为可靠的包装方式。当下最主流的方式有三种:圆柱型、方壳型和软包型。

圆柱型:电芯以紧密的卷绕方式包装,内部排列更紧凑,聚集的能量更多。不过因为圆柱型的电池体积小,如果想要提供更多的能量,则需要大量的单体电池来组成电池包,所以电池的一致性很难保证。电池的一致性管理不当会导致多种不好的结果,其中一种就是内阻增高致使电池内部温度失控引发危险。

方壳型:能把内部材料卷覆得较为紧密,再加上有铝壳限制不容易膨胀所以相对安全。这种包装方式可在内部配备防爆塞,如果有热失控的情况,会从防爆塞的固定方向释放膨胀空气,不容易影响其它电芯。

软包型:在结构上采用铝塑膜包装,因为没有铝壳的空间限制,所以在同样体积的状况下可装入较多能量,反应最直接最彻底。但也因为没有铝壳限制,电池包容易鼓气或变形,会有安全隐患。

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