如今,汽車行業(yè)正處于高速電氣化的過程中,汽車電池已經(jīng)成為電動汽車中非常重要的一部分,這在相當程度上影響并決定了汽車的成本、里程、價格、穩(wěn)定性和性。
因此,汽車電池的重要性超過了傳統(tǒng)燃油車的發(fā)動機。選擇哪種電池來確保電動汽車的良好性能已成為一個問題。三元鋰電池是電動汽車電池的主要電池材料之一。
從材料本身的結構來看,三元材料在相同數(shù)量的鋰離子下具有更低的分子量,因此其比容量高于鐵鋰,電池的能量密度也更高。
三元材料的晶體結構是層狀的。在充放電過程中,Li+被嵌入到MO6的層間結構中(Mn=Ni,Mn,Co)。隨著鎳含量的增加,脫嵌Li+增加,三元材料的理論容量和電池能量密度增加。
磷酸鐵鋰晶體呈現(xiàn)三維網(wǎng)狀橄欖石結構,形成一維Li+傳輸通道,限制了Li+的擴散。同時,八面體FeO6是共頂點連接的,導致電子遷移率比三元層狀結構慢100-1000倍。
三元正極中的鋰離子可以在兩個不同的方向上移動,這使得電池比鋰鐵更強大,充電和放電能力更強。
磷酸鐵鋰電池的使用壽命與其使用溫度息息相關,使用溫度過低或者過高在其充放電過程及使用過程均產(chǎn)生極大不良隱患。尤其在中國北方電動汽車上使用,在秋冬季磷酸鐵鋰電池無法正常供電或供電電源過低,需調(diào)節(jié)其工作環(huán)境溫度保持其性能。國內(nèi)解決磷酸鐵鋰電池恒溫工作環(huán)境需考慮空間限制問題,較普遍的解決方案是使用氣凝膠氈作為保溫層。
磷酸鐵鋰電池用途
儲能設備:太陽能、風力發(fā)電系統(tǒng)之儲能設備,不斷電系統(tǒng)UPS,配合太陽能電池使用作為儲能設備。
電動工具類:高功率電動工具(無線)、電鉆、除草機等。
輕型電動車輛:電動機車、電動自行車、休閑車、高爾夫球車、電動推高機、清潔車、混合動力汽車(HEV)。
小型設備:醫(yī)療設備(電動輪椅車、電動代步車)、玩具(遙控電動飛機、車、船)。
其他小型電器:礦燈、植入性的醫(yī)療器械(磷酸鐵鋰性,鋰電池僅鐵鋰可滿足要求),替代鉛酸、鎳氫、鎳鎘、鋰鈷、鋰錳類電池在小型電器上的應用。