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鋰電池廠家解析固態(tài)鋰電池和鐵鋰電池能量密度

來源:存能電氣  日期:2019-10-08 10:07  瀏覽量:

  鋰電池廠家解析固態(tài)鋰電池和鐵鋰電池能量密度。隨著中國成為全球第一大電動汽車市場,與之密不可分的動力電池行業(yè)也得到迅速發(fā)展。目前純電動汽車的發(fā)展一直受到電池能量密度低的桎梏。電池能量密度沒有大的突破,純電動車的續(xù)航里程就無法大幅提高,純電動汽車的發(fā)展將智能依賴于政策支持,缺乏市場動力。今天鋰電池廠家就來解析固態(tài)鋰電池和鐵鋰電池能量密度。

固態(tài)鋰電池.jpg

  能量密度

  能量密度是指在單位一定的空間或質(zhì)量物質(zhì)中儲存能量的大小。電池的能量密度也就是電池平均單位體積或質(zhì)量所釋放出的電能。電池的能量密度一般分重量能量密度和體積能量密度兩個維度。

  (1)電池重量能量密度=電池容量×放電平臺/重量,基本單位為Wh/kg(瓦時/千克)。

  (2)電池體積能量密度=電池容量×放電平臺/體積,基本單位為Wh/L(瓦時/升)。

  電池的能量密度越大,單位體積、或重量內(nèi)存儲的電量越多。

  固態(tài)鋰電池能量密度

  固態(tài)電池其電解質(zhì)為固態(tài),具有的密度以及結(jié)構(gòu)可以讓更多帶電離子聚集在一端,傳導(dǎo)更大的電流,進而提升電池容量。因此,同樣的電量,固態(tài)電池體積將變得更小。不僅如此,固態(tài)電池中由于沒有電解液,封存變得更加容易,在汽車等大型設(shè)備上使用時,也不需要再額外增加冷卻管、電子控件等,在節(jié)約成本的同時還減輕自身重量。此外,在能量密度方面,鋰電池的技術(shù)正由鋰離子向鋰金屬更高的能量密度發(fā)展。

  按照《中國制造2025》確定的技術(shù)目標(biāo),2020年鋰電池能量密度到300Wh/kg,2025年能量密度達到400Wh/kg,2030年能量密度達到500Wh/kg。要實現(xiàn)這一愿景,發(fā)展固態(tài)鋰離子電池是一個相當(dāng)穩(wěn)妥的選擇。而固態(tài)鋰離子電池的能量密度則會高很多,全固態(tài)鋰離子電池的能量密度最高潛力達900Wh/kg,并且結(jié)構(gòu)更加安全,所以它一度被認為是理想的汽車電池。

  鐵鋰電池能量密度

  據(jù)了解,鐵鋰電池單體電池的能量密度可達157Wh/kg,但單體電池成組后能量密度則降為100Wh/kg。現(xiàn)在磷酸鐵鋰電池的能力密度一般還都是在150Wh/kg左右,即使做得好一些,也是在160Wh/kg左,這個和三元電池的200Wh/kg能量密度相比,差距很大。即將生產(chǎn)的32131高能量密度圓柱磷酸鐵鋰電池,單體能量密度達到180Wh/kg,使用該電池的乘用車,續(xù)航里程可達到300km以上。

  鐵鋰電池的優(yōu)勢就是穩(wěn)定,即便碰撞、穿刺也不會有自燃爆炸風(fēng)險,安全相比于效能其實更值得重視,其實在2017年之前磷酸鐵鋰電池在新能源行業(yè)的裝幾率高達70%。如果把磷酸鐵鋰電池的電池密度做的更高,在保證安全的基礎(chǔ)上,必定會增強吸引力,畢竟對于車企而言,性能上稍打折扣,在安全性上更進一步未必不是一種好的選擇。

  如何提高能量密度

  1.增大電池尺寸。電池廠家可以通過增大原來電池尺寸來達到電量擴容的效果。但是電芯“變胖”或者“長個”只是治標(biāo),并不治本。釜底抽薪的辦法,是從構(gòu)成電池單元的正負極材料以及電解液成分中,找到提高能量密度的關(guān)鍵技術(shù)。

  2.化學(xué)體系變革。由于目前負極材料的能量密度遠大于正極,所以提高能量密度就要不斷升級正極材料。

  3.系統(tǒng)能量密度:提升電池包的成組效率。電池包的成組考驗的是電池“攻城獅“們對單體電芯和模組排兵布陣的能力,需要以安全性為前提,最大程度地利用每一寸空間。

  電池是一個很全方位的產(chǎn)品,你要提升某一方面的性能,可能會犧牲其他方面的性能,這是電池設(shè)計研發(fā)的理解基礎(chǔ)。動力電池屬于車載專用,因而能量密度不是衡量電池品質(zhì)的唯一尺度。

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