钜大特种锂离子电池工程研究院是由东莞钜大电子有限公司兴建,并与中南大学、华南理工大学和东莞理工学院相关科研团队联合运营的特种锂离子电池产业化研发中心...

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锂离子电池作为电动汽车动力电池的特性

来源:钜大LARGE    2018-02-02    点击量:

  首先,从电压平台来讲,锂离子电池由于采用的正负极材料不同,其单体电池的工作电压范围为3.7~4V,其中应用规模较大的磷酸铁锂电池工作电压为 3.2V,是镍氢电池的 3 倍、铅酸电池的 2 倍。
 

  其次,能量密度大,当前乘用车锂离子动力电池的能量密度接近 200Wh/kg,预计 2020 年达到300Wh/kg。
 

  从电池的寿命来看,由于电化学材料特性的制约,锂离子电池的循环次数没有取得突破,以磷酸铁锂为例,单体电池循环次数可以达到 2000 次以上,成组后仅为 1000 次以上。无法满足公交运行 8 年期限的要求。
 

  我们再从对环境的影响上来看,锂离子电池采用轻金属锂,尽管不含汞、铅等有害重金属,被认为是绿色电池,对环境污染较小。但实际上由于其正负极材料、电解液包含镍、锰等金属物,美国已经将锂离子电池归类为一种包含易燃、浸出毒性、腐蚀性、反应性等有毒有害性的电池,是目前各类电池中包含毒性物质最多的电池,并且因为其回收再利用的工艺较为复杂导致成本较高,因此目前的回收再利用率不高,废弃的电池对环境影响较大。
 

  再者,从锂电池的成本来看,锂离子电池初期购置成本高,以目前公交车用动力电池主流产品磷酸铁锂电池为例,价格大约在 2500 元/kWh,随着电动汽车的普及,有望在 2020 年降低到 1000 元/kWh以下。由于单体电池成组后循环次数的制约,公交车通常在 3 年左右即需要更换电池,运营单位成本压力较大。
 

  首先大规模应用纯电动汽车,由于充电需求较大,充电设备对电网的谐波干扰将会凸显,影响电网的供电质量;其次,在快充时,由于是大倍率充电,因此充电功率较高(乘用车在 50kW、客车在 150~250kW 左右),对电网的负荷冲击较大。
 

  因此,基于目前锂离子电池的技术水平来看,其电动汽车方面的应用主要在行驶里程小于 200km 的短途纯电动汽车中。