充電寶為啥總爆炸?鋰電池技術(shù)全解析!
當(dāng)然,這也和使用習(xí)慣相關(guān)。剛剛說過的一切規(guī)律在這里都適用,因?yàn)槲覀冞@里涉及到另一種正極材料:磷酸鐵鋰了,所以要單說一下。
改裝電摩中使用的磷酸鐵鋰電池組
磷酸鐵鋰的能量密度比三元鋰電低40%,同樣能量的電池磷酸鐵鋰體積大,分量沉,優(yōu)勢在于循環(huán)次數(shù)多,好保養(yǎng)。比如還是剛剛所說的條件,三元鋰電滿電存放3個(gè)月,電池容量衰減到初始的60%,但磷酸鐵鋰面對這樣嚴(yán)酷的存放條件還可以保持90%,雖然也損失了,但遠(yuǎn)沒有三元鋰電那么嚴(yán)重。
這個(gè)原因和磷酸鐵鋰絕大部分能量(85%以上)都集中在3.2V電壓上有關(guān),雖然這種電池充電的截止電壓有3.6V,但從3.6V到3.2V的區(qū)間內(nèi)存儲能量還不到總能量的1%,即便充滿后,放置幾分鐘電壓也會回落到3.2V。所以磷酸鐵鋰自動維持低的電壓應(yīng)力。不容易形成鈍化膜。
三、電池內(nèi)阻
沒有特別解釋的。
四、電池一致性
一致性問題更加重要,目前電動自行車采用的單體電池大致有2類:
1、小單體電池,也就是18650電池,容量2.2Ah-2.6Ah,每組電池單體數(shù)量200個(gè)-500個(gè)。
采用小單體組成電池組,要組120V100Ah電池組
2、大單體電池,容量一般為20Ah-40Ah之間,每組電池單體數(shù)量15個(gè)-30個(gè)。
我們以72V40Ah的電池組為例,如果采用小單體電池,就需要20串19并的方式,共380顆18650電池。每20顆首尾相接為一條,19條電池組在任何時(shí)候充放電都要求電壓差在0.02V以內(nèi),聽上去要求很高,但實(shí)際上卻不像想象中的難,因?yàn)?8650電池的工藝已經(jīng)非常成熟,同批次電池的一致性相當(dāng)?shù)暮谩?/p>
大單體磷酸鐵鋰電池,各種規(guī)格
如果采用20Ah大單體電池,就需要20串2并的方式,共40顆大單體電池,只要這40顆工作起來同步就沒問題了,總得來說大單體電池成組后在一致性上出現(xiàn)問題的幾率更小。不利因素也有,如果是磷酸鐵鋰的大單體電池,一致性會比三元鋰電差很多,所以電池組都需要再添加一個(gè)自動均衡的電路,在每次充電的末尾判斷哪一顆電池需要單獨(dú)多充一會兒電,來解決磷酸鐵鋰一致性不佳的弱點(diǎn)。
一致性問題在這里已經(jīng)上升到很重要的地位,但還沒有到極致。
IV. 電動汽車中的鋰電池
電動汽車中的鋰電池是最復(fù)雜的應(yīng)用,因?yàn)殡姵孛媾R大功率充放、大容量存放、高頻率使用、長時(shí)間行駛等需求,所用的電池均是正規(guī)大廠高規(guī)格產(chǎn)品,電動汽車?yán)锾蕴鰜淼膹U舊電芯往往給電動自行車裝上,都仍有用武之地(當(dāng)然,這屬于奸商行為),通常的做法是淘汰給儲能電站用來儲存風(fēng)能、太陽能。
一、充放電倍率
根據(jù)不同車,差別很大,大家熟知的比亞迪秦用了152顆單體容量為26Ah的磷酸鐵鋰電池,放電電壓曲線積分得到總能量10.5KWh,秦的電動機(jī)最大功率是110KW,秦的電池就要求10C的放電倍率。比亞迪的另一個(gè)純電動車e6的電池?fù)碛心壳俺擞密囎畲蟮碾姵厝萘浚?3KWh,所以要實(shí)現(xiàn)較大功率并不需要電池放電倍率很高,e6電池的放電倍率是1.5C。純電動汽車電池容量最大的公交車,比如比亞迪的13.8米長的電動大巴車K9,電池容量324KWh,由于電池容量巨大,對于180KW的功率來說電池放電倍率只需要0.5C即可。
比亞迪K9電動大巴賣到以色列
還有一些非插電式混動汽車,電池容量僅有1.5KWh,但電動機(jī)的最高功率達(dá)到30KW,則這些汽車中用到的電池放電倍率可能有20C,這相比移動電源的應(yīng)用場景0.2C來說大了100多倍。
凱美瑞混動版,就需要用動力電池,放電倍率較高
純電動汽車大都設(shè)置了快充和慢充兩種充電方式,快充最慢2小時(shí)充滿,這樣充電倍率就是0.5C。還有更夸張的,比如特斯拉的老板馬斯克就希望下一代特斯拉充電時(shí)間可以縮減到10分鐘,這樣的話充電倍率至少要6C了。
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