鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1029次 | 2021年12月22日
新能源汽車的核心:磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池的應(yīng)用
1電池技術(shù)決定能源汽車的命運(yùn)
不管新能源汽車是混和動(dòng)力還是純電動(dòng)汽車,都離不開(kāi)電池這一核心技術(shù)。目前最有希望獲得產(chǎn)業(yè)化的電池技術(shù)是磷酸鐵鋰離子電池(LiFepO4)。鋰資源儲(chǔ)量有限,根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查所(USGA)估算,鋰金屬全球總儲(chǔ)藏量為1340噸,鋰資源極端偏向南美,我國(guó)有110萬(wàn)噸的儲(chǔ)量,不可能作為像石油那樣的替代品。今年國(guó)內(nèi)鋰價(jià)格暴漲,已從年初的30元一公斤漲到接近60元一公斤,短短幾個(gè)月,幾乎翻倍。所以如何有效利用鋰資源成為新能源汽車技術(shù)研發(fā)的關(guān)鍵。
用于手機(jī)、筆記本的鈷酸鋰(LiCoO2)電池運(yùn)用最廣,但不太可能作為動(dòng)力鋰電池,因?yàn)殁捤徜囯x子電池價(jià)格昂貴、安全性和熱穩(wěn)定性很差。目前開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化的動(dòng)力鋰電池技術(shù)是負(fù)極使用碳,正極使用磷酸鐵鋰或其復(fù)合材料的電池。此技術(shù)由美國(guó)得克薩斯州立大學(xué)Goodenough在上世紀(jì)末發(fā)明,圍繞此專利美國(guó)有多起專利法律。Goodenough試驗(yàn)室做出的最好結(jié)果使用高溫固相法合成磷酸鐵鋰材料,常溫下放電容量為110mAh/g,而磷酸鐵鋰的理論最大放電容量為170mAh/g。
經(jīng)過(guò)多年來(lái)各國(guó)科研努力,目前最新的試驗(yàn)室技術(shù)達(dá)到了150-160mAh/g,廠產(chǎn)業(yè)化后達(dá)到130-140mAh/g。電池循環(huán)壽命500次以上,損失率一般小于5%。比亞迪鐵鋰離子電池?fù)?jù)稱可充電2000次,按汽車十年使用壽命來(lái)算,應(yīng)足以滿足充電的次數(shù)需求。磷酸鐵鋰離子電池技術(shù)相對(duì)成熟,已有多家公司產(chǎn)品用在電動(dòng)工具、segway、和純電動(dòng)汽車上使用。
2磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池性能與其它電池性能的比較
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
我國(guó)的磷酸鐵鋰離子電池技術(shù)在世界上并不落后,特別是產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)制造方面。美國(guó)有兩家重要的磷酸鐵鋰離子電池生產(chǎn)商,A123和ValenceTechnology,其磷酸鐵鋰原材料生產(chǎn)和電池制造基地都在我國(guó),A123在常州,Valence在蘇州。A123的產(chǎn)品廣泛運(yùn)用在Black&;Decker的DeWalt手動(dòng)工具產(chǎn)品系列,目前開(kāi)始為通用汽車的電動(dòng)汽車供應(yīng)電池。
我國(guó)重要的磷酸鐵鋰離子電池制生廠商有比亞迪和萬(wàn)向集團(tuán)。比亞迪占世界鈷酸鋰離子電池市場(chǎng)的30%,就其公布的鐵鋰離子電池?cái)?shù)據(jù)來(lái)看各項(xiàng)指標(biāo)并不落后于A123和Valencetechnology。萬(wàn)向集團(tuán)2007年車載鋰離子電池銷售額達(dá)到1150萬(wàn)元,今年預(yù)計(jì)達(dá)到2500萬(wàn)元。此外日本Sanyo和豐田都在開(kāi)發(fā)此類電池。另有報(bào)道韓國(guó)LG也在開(kāi)發(fā)此類電池。