电动汽车锂电池五大正极材料性能对比

电池制造商正在大力推广电动汽车。如果他们不成功会发生什么？也许，就像20世纪90年代快速发展的燃料电池或过去十年发展的生物燃料一样，如果没有强有力的政府补贴，它就无法生存。美国能源部也承认，锂电池的一些关键参数无法满足需求。新型镍氢电池比锂电池更便宜、更安全，更适用于电力系统。然而，由于研究已经成熟，研究工作无法由政府资助。

在电力系统中还没有理想的竞争对手，所以锂电池仍然是一个不错的选择。图1显示了五种替代电池，其中锂镍锰钴（NMC）电池、磷酸锂电池和锂锰电池具有一定的优势。消费电子产品中最受欢迎的锂钴氧化物电池（未上市）是能量密度最高的“计算机电池”，被特斯拉和Smart Fortwo ED用作电动汽车的电源，但由于其价格高等缺点，不适合在普通电动汽车中大量应用。人们需要在安全性、比能量、成本和高温性能方面做出折衷选择。

图1比较了五种电池在六个指标上的性能：安全性、比能（也称容量）、比功率（电池的高倍率充放电容量）、电池的高低温性能、使用寿命（包括使用寿命和储存寿命）和成本。但是，图中没有提到充电时间。如果有合适的电源插座，电动汽车电力系统中的所有电池都可以快速充电。超快充电是个例外，但大多数用户仍然可以接受几个小时的充电时间。图1也没有列出自放电性能——这是另一个需要注意的电池特性。一般来说，锂电池的自放电率较低，如果电池是新的，自放电几乎可以忽略不计。然而，热量导致的电池老化会加速电池的自放电，并导致电池管理出现问题。在电动汽车的可选电池类型中，磷酸锂电池比其他电池系统具有更高的自放电率。

图1 2020年电动汽车电池面临的挑战、机遇和前景

注意：在轴上向外延伸的形状越多，电池就越好。

尽管图1中的五种电池的性能图并不完全相同，但它们是相似的，没有一种电池能够脱颖而出。例如，NCA虽然容量高，但在安全性方面不如磷酸锂电池，但磷酸锂电池的容量很低。在没有完美电池的情况下，汽车制造商通过设计电池组合来弥补一些性能缺陷。因此，电池制造商通常根据订单的要求设计电池，以增强应用所需的重要特性。以下是电力系统中电池的几个重要指标。

安全性：它是选择电动汽车电池的最重要指标之一。一场事故可能会让公众在媒体和舆论的放大作用下否定这辆电动汽车。类似的问题在100年前也发生过，比如蒸汽机和汽油罐的爆炸。人们主要关心的是电池的热失控。这个问题应该通过坚固的配件和精心设计的安全电路来基本解决，但仍可能存在风险。在滥用和长期使用后，必须确保电池的安全。

寿命：它反映了电池的循环时间和储存寿命。大多数电动汽车的电池寿命可以确保汽车在8-10年内单次充电可以行驶160公里（约100英里）。电池老化导致的电池容量衰减是一个非常严重的问题（尤其是在炎热的气候下）。然而，汽车制造商缺乏电池在不同条件和气候下的老化数据。因此，制造商通常会增加电池组的尺寸，以补偿电池容量的损失，从而确保汽车在规定的年限内能够正常使用。

蝙蝠的高低温性能……

ry：它反映了电动汽车电池在极端炎热的夏季和非常低的温度下的性能。与内燃机可以在大的温度范围内正常工作不同，电动汽车的电池对温度的要求更高。当车辆的电源仅为电池时，调节电池温度、车内加热和冷却所需的能量也将来自电池。

比能量：即电池单位重量所含的能量反映了汽车的续航里程。人们清楚地认识到，电池单位重量的能量输出仅占化石燃料的1%。1公斤汽油（1.4升和0.37加仑）的容量约为12千瓦时，而1公斤电池的容量仅约为120千瓦时。但我们应该知道，电动机的效率高于90%，而内燃机的效率只有30%左右。尽管效率差异如此之大，但如果不将电池的储能能力提高2-4倍，就不可能与内燃机相比。

比功率：与汽车的加速能力有关，大多数电动汽车电池的比功率都不低。在相同马力的情况下，电动机的转矩比要比内燃机好。

成本：这是电动汽车的主要缺点。波士顿咨询公司预测，很难将电池的目标成本限制在250-400美元/千瓦时。此外，还有其他因素导致成本增加，如安全保护电路的规定、电池管理状态、环境温度控制和维护以及8-10年的保修期。这些因素导致电池的价格相当于非电动汽车的价格，基本上电动汽车的售价会再次翻倍。电池制造商正在大力推广电动汽车。如果他们不成功会发生什么？也许，就像20世纪90年代快速发展的燃料电池或过去十年发展的生物燃料一样，如果没有强有力的政府补贴，它就无法生存。美国能源部也承认，锂电池的一些关键参数无法满足需求。新型镍氢电池比锂电池更便宜、更安全，更适用于电力系统。然而，由于研究已经成熟，研究工作无法由政府资助。

在电力系统中还没有理想的竞争对手，所以锂电池仍然是一个不错的选择。图1显示了五种替代电池，其中锂镍锰钴（NMC）电池、磷酸锂电池和锂锰电池具有一定的优势。消费电子产品中最受欢迎的锂钴氧化物电池（未上市）是能量密度最高的“计算机电池”，被特斯拉和Smart Fortwo ED用作电动汽车的电源，但由于其价格高等缺点，不适合在普通电动汽车中大量应用。人们需要在安全性、比能量、成本和高温性能方面做出折衷选择。

图1比较了五种电池在六个指标上的性能：安全性、比能（也称容量）、比功率（电池的高倍率充放电容量）、电池的高低温性能、使用寿命（包括使用寿命和储存寿命）和成本。但是，图中没有提到充电时间。如果有合适的电源插座，电动汽车电力系统中的所有电池都可以快速充电。超快充电是个例外，但大多数用户仍然可以接受几个小时的充电时间。图1也没有列出自放电性能——这是另一个需要注意的电池特性。一般来说，锂电池的自放电率较低，如果电池是新的，自放电几乎可以忽略不计。然而，热量导致的电池老化会加速电池的自放电，并导致电池管理出现问题。在电动汽车的可选电池类型中，磷酸锂电池比其他电池系统具有更高的自放电率。

图1 2020年电动汽车电池面临的挑战、机遇和前景

注意：在轴上向外延伸的形状越多，电池就越好。

尽管图1中的五种电池的性能图并不完全相同，但它们是相似的，没有一种电池能够脱颖而出。例如，尽管……

A的容量很高，在安全性方面不如磷酸锂电池，但磷酸锂电池的容量很低。在没有完美电池的情况下，汽车制造商通过设计电池组合来弥补一些性能缺陷。因此，电池制造商通常根据订单的要求设计电池，以增强应用所需的重要特性。以下是电力系统中电池的几个重要指标。

安全性：它是选择电动汽车电池的最重要指标之一。一场事故可能会让公众在媒体和舆论的放大作用下否定这辆电动汽车。类似的问题在100年前也发生过，比如蒸汽机和汽油罐的爆炸。人们主要关心的是电池的热失控。这个问题应该通过坚固的配件和精心设计的安全电路来基本解决，但仍可能存在风险。在滥用和长期使用后，必须确保电池的安全。

寿命：它反映了电池的循环时间和储存寿命。大多数电动汽车的电池寿命可以确保汽车在8-10年内单次充电可以行驶160公里（约100英里）。电池老化导致的电池容量衰减是一个非常严重的问题（尤其是在炎热的气候下）。然而，汽车制造商缺乏电池在不同条件和气候下的老化数据。因此，制造商通常会增加电池组的尺寸，以补偿电池容量的损失，从而确保汽车在规定的年限内能够正常使用。

电池的高低温性能：它反映了电动汽车电池在极端炎热的夏季和非常低的温度下的性能。与内燃机可以在大的温度范围内正常工作不同，电动汽车的电池对温度的要求更高。当车辆的电源仅为电池时，调节电池温度、车内加热和冷却所需的能量也将来自电池。

比能量：即电池单位重量所含的能量反映了汽车的续航里程。人们清楚地认识到，电池单位重量的能量输出仅占化石燃料的1%。1公斤汽油（1.4升和0.37加仑）的容量约为12千瓦时，而1公斤电池的容量仅约为120千瓦时。但我们应该知道，电动机的效率高于90%，而内燃机的效率只有30%左右。尽管效率差异如此之大，但如果不将电池的储能能力提高2-4倍，就不可能与内燃机相比。

比功率：与汽车的加速能力有关，大多数电动汽车电池的比功率都不低。在相同马力的情况下，电动机的转矩比要比内燃机好。

成本：这是电动汽车的主要缺点。波士顿咨询公司预测，很难将电池的目标成本限制在250-400美元/千瓦时。此外，还有其他因素导致成本增加，如安全保护电路的规定、电池管理状态、环境温度控制和维护以及8-10年的保修期。这些因素导致电池的价格相当于非电动汽车的价格，基本上电动汽车的售价会再次翻倍。

标签：世纪大众优越特斯拉坦克

汽车资讯热门资讯