锂電(diàn)池作爲新能源汽車(chē)動力電(diàn)池的一種,根據正負極所用材料不同,通常分爲兩大類:
锂金屬電(diàn)池,即利用錳氧化物作爲正極材料,金屬锂或其合金金屬作爲負(fù)極材料的電(diàn)池;锂離子電(diàn)池,則利用锂合金金屬氧化物作爲正極材料,石墨作爲負(fù)極材料的電(diàn)池。
锂金屬電池性能不夠穩定且不能充電,因此不屬於(yú)二次電池。對新能源汽車(chē)來說,我們通常所說的锂電池,指的是锂離子電池。
锂離子電(diàn)池主要由正極(含锂化合物)、負(fù)極(碳素材料)、電(diàn)解液和隔膜四部分組成:
在電(diàn)池充電(diàn)時,正極上的锂原子被電(diàn)離爲锂離子和電(diàn)子(脫嵌),锂離子通過電(diàn)解液向負極移動而得到電(diàn)子,還原後的锂原子被嵌入碳層(céng)的微孔(插入);
當電池放電時,嵌入負極碳層(céng)的锂原子,失去電子(脫插)變(biàn)成锂離子,穿過電解液,又移動回正極(嵌入);
锂電(diàn)池組的充放電(diàn)過程,即锂離子在正、負極之間不斷地嵌入和脫嵌,同時伴随著(zhe)等量電(diàn)子的嵌入和脫嵌。随著(zhe)锂離子含量的增加,充放電(diàn)容量也增加。
锂離子電池的分類:
根據正極材料的不同,锂離子電(diàn)池主要分爲:磷酸鐵锂,鎳酸锂,錳酸锂,钴酸锂,鎳钴錳酸三元锂,鎳钴鋁酸三元锂,負極材料主要採(cǎi)用石墨碳材料。
以钴酸锂爲例,作爲锂電(diàn)池的先驅,但是由於(yú)其循環壽命短,安全性差,它不适合作爲動力電(diàn)池使用。
錳酸锂電(diàn)池,價格低廉,能量密度中等,安全性也一般,綜合性能較好。也因爲如此,所謂成也蕭何,敗(bài)也蕭何,也正因爲如此,它逐漸被新技術所取代。
磷酸鐵锂,它的穩定性好,壽命長(zhǎng),而且有成本優勢,尤其适合需要頻繁充放電的插電式混合動力汽車(chē),但是它的缺點是能量密度一般。
三元锂電池作爲一顆初升的新星,其能量密度很高,但安全性相對較差。對續航裏程有要求的純(chún)電動汽車(chē),其發展前景更爲廣闊,是目前動力電池發展的主流方向。