“三元锂”和“磷酸铁锂” 电池之间有什么异同呢?

2019-05-20      1167 次浏览

上一篇,我们讲了锂离子电池的身世


相信挺多朋友已经对它有所了解啦


不过呢,锂离子电池也是有很多种类的


比如说上一篇提起的“三元锂”和“磷酸铁锂”


都属于锂离子电池


那么他们之间有什么异同呢?


人们常说的“NCM”又是什么呢?


今儿咱们就继续来了解(上课)吧~


上回说到


索尼大法为了实现锂电池的应用


发明了锂离子电池


那时候的锂离子电池是这样子滴


铁电池、三元锂、NCM都是啥?电动汽车电池,纯干货一文全知道!


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负极是石墨,正极是钴酸锂


中间是可供离子穿过且不导电的隔膜


那么为什么要采用石墨和钴酸锂呢?


之前说过


为了防止锂的“蛮横生长”导致自爆


只是让高比容量的锂作为活动的离子


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“野蛮生长”的锂


锂离子就像一个小汽车一样


往返于正负极之间


那么既然是“小汽车”


就得有能停车的地方吧


所以人们就得给锂离子准备“停车楼”


也就是一层一层、拥有空隙的材料


就像下图这样


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没错


石墨和钴酸锂就是一种拥有层状结构的材料


锂离子可以方便地“停”在层层叠叠的缝隙中


所以人们就决定用它们做电池的电极啦


这就是我们最最常见的钴酸锂电池


钴酸锂电池其实挺好的


结构稳定、比容量、综合性能突出


虽然安全性差了点


(还记得曾经的三星Note7吗)


但是也发生不了什么大问题


于是电池厂们就疯狂生产


像笔记本电脑啊、手机、平板电脑用的多是它


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但是电动汽车一入局就了不得了


由于对电容量需求很大


一辆电动车所需要的锂电池


堪比成千上万部手机


成千上万的比例啊!


造一万辆电动汽车,可能需要上亿颗电池


一百万辆那就是近百亿颗电池!!


这就导致了一个大问题


原料涨价


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钴是一种比较稀有的有色金属


在钴酸锂电池中的占比很大


全球已探明储量只有几百万吨


而且有小半被刚果(金)把持


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电动汽车对锂离子电池的需求


直接带动了钴价的飞涨


(去年的价格是35万元一吨)


不仅如此


成千上万个钴酸锂电池堆在一起


它的安全问题也就被放大了


汽车跟手机不一样,炸了就是大事故


所以人们就开始寻求新的正极材料


磷酸铁锂电池、锰酸锂电池就这样诞生了


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磷酸铁锂电池和锰酸锂电池解决了钴酸锂电池的安全问题


同时因为不含钴,成本也大大的降低了


所以这两种电池就开始用于电动汽车充当动力电池


不过锰酸锂电池的寿命不太好


所以磷酸铁锂电池就脱颖而出了


前几年的电动汽车用的多是它


也就是我们常说的“铁电池”


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在很长的一段时间里


铁电池都是我国动力电池发展的主流方向


但是随着电动汽车的进步


人们逐渐发现铁电池有点不太够用了


它虽然成本低


但是造出来的电池能量密度也有点低


能量密度上不去,电动汽车想要提高续航


就只能单纯地增加数量


这样一来,不仅成本增加了


车也变得更重、效率也更低


没办法,人们只好再把钴酸锂电池给请回来


既然钴很贵,那就少用点钴用别的材料替代嘛


于是镍钴锰酸锂电池又诞生了


镍钴锰酸锂电池就是咱们所说的NCM电池


镍(Ni)钴(Co)锰(Mn)三种材料嘛,取首字母就是了


也是三元电池的一种


以相对廉价的镍和锰取代了钴酸锂中三分之二以上的钴


NCM电池优势很明显


成本低、能量密度高、足够安全


所以马上就成了电动汽车们的“新欢”


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而且呢,NCM电池中的三种正极材料的比例是可以调整的


就比如曾经国内主要生产的NCM电池


镍钴锰比例多为5:2:3,这就是NCM523电池


钴只占了五分之一,但是钴价长得太快,厂商还想进一步降低成本


于是就调整了镍钴锰的比例为8:1:1,NCM811电池就出现了


NCM811与NCM523相比,首先是材料成本低


毕竟巨贵的钴含量少了嘛


然后就是能量密度进一步提高


于是,NCM811电池就成了现在动力电池发展的主流方向


像前几天宝马刚刚发布的新一代X1PHEV


纯电续航里程高达110公里


正是因为采用了宁德时代的NCM811电池


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看到这里


相信你已经对铁电池和三元锂电池有一定了解啦


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