随着锂离子电池的能量密度足够高,在安全性趋向于稳定之后,戴尔率先在笔记本电脑上使用了锂离子电池。而且在2012年上市的特斯拉Model S,就是用7000多节笔记本锂离子电池驱动的。可以想想是多大的一个工程。不过,锂离子电池生产大国目前并不是美国。早在2004年,中国锂电池行业就已崛起,待至2008年终于形成中/日/韩三分天下的行业大局,这个态势一直维持到现在。
正因为有了成熟的锂离子电池技术与产业,电动汽车在21世纪重新迎来了新生。
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锂离子电池在汽车方面得应用,需要追溯到19世纪。
电池与车辆的结合,在19世纪中至20世纪前期达到顶峰。1900年在美国上牌的汽车当中,电动汽车占比38%,是汽油汽车的将近2倍。然而,汽油内燃机的快速崛起,让初期发展的电动汽车完全没有了竞争力。随着石油提炼技术的提升、油站建设的铺开,一个中心化的汽车补能网络建立而成。
由于电池储能能力的孱弱,只有数十公里的电动汽车纵使拥有尼古拉·特斯拉这种远程输电大神打造的去中心化补能网络助力也无力回天。
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大哥大,在80年代末流行开来,一斤重的移动电话进入中国香港与广州市场,2万多一台的价格,充电10小时只能撑30分钟,电池记忆效应强,得配一个放电器放空了再充,比较好每月进行一次深度充放电。这种巨型的电池就是镍镉电池,可循环1100次(实际用起来差远了),而且还非常容易产出“锂枝晶”,让阳极材料变形导致短路。
移动电话的电池从镍镉到镍氢,再到锂离子电池,这条路走了30多年,每一步都非常不容易,特别是迈入锂离子电池这一步,例如单单索尼一家,在1986年-1991年间研究锂离子电池期间使用过的正极、负极、电解液组合达到1亿种以上,用清华大学汽车工程系博士 张抗抗 先生的话来说就是:锂电池的发明并不是人类科技树的必然结果,而是一项奇迹。
锂离子启动电池参数之电压指标,可以分为三种:
1、开路电压:电池在没有连接外电路或者外负载时的电压,开路电压与电池的剩余能量成正比,是电动车剩余电量显示原理的主要依据。
2、工作电压:电池在工作状态下,电池正负极之间的电势差,又称负载电压。工作电压<开路电压,因为电池放电工作状态下,必须克服内阻。
3、放电截止电压:电池充满电后进行放电,放完电时达到的电压。若继续放电则为过度放电,对电池的寿命和性能有损伤。
单一电池电压值中,锂电池比较高,这也是锂电池作为动力电池主要原因之一。
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中国锂电的发展历程:
1.2001-2008年,研究探索阶段,动力锂电池处于研究和积累阶段,少数企业在进行持续的研发,无太多经验可以借鉴,处于初级阶段。
2.2008-2011年,井喷发展阶段。国家“十城千辆”的政策驱动,众多电池企业的诞生,市场野蛮生长,技术和质量存在很多问题。
3.20011-2013年,调整阶段。国家补贴政策延缓,市场需求疲软,技术和运营问题逐渐凸显,许多新兴动力电池企业被迫关闭,部分企业资金链断裂。
4.2013-2015年,行业混战。新能源汽车产业上升至国家战略,新能源汽车发展进入快车道,市场需求急剧增加,各大动力电池厂商大力发展,涌现众多企业。
5.2015-2018年,有序发展。技术的发展带来市场的繁荣,出现了许多安全问题,一些小型企业逐渐被淘汰,**企业占据前列。国家有序地引导整个行业发展。
6.2018-至今,稳定增长阶段。经过前5个阶段的锤炼,能生存下的企业都是拥有专业技术的,有竞争力的企业。
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目前在21世纪,锂离子电池行业主要有以下几种解决方案:
1、三元锂(镍钴锰酸锂Li[Ni-Co-Mn]O2或NCM):当今动力电池行业用得较多的方案,其中用于稳定结构的Co钴,用量已经大幅下降(比较低可以到1%左右),能量密度大增的NCM811高镍电池将成为主流,但安全性有待考验。
2、磷酸铁锂(LiFePO4):比亚迪喜欢的“铁电池”(目前进化成“刀片电池”),成本低,安全性好,寿命长,能量密度低。
3、钴酸锂(LiCoO2):智能手机、笔记本电脑、数码相机喜欢,能量密度高(能量型电池),寿命短,热稳定性差,比功率低。反正手机不会像车一样用足10年,满足大容量轻重量就行。
4、锰酸锂(LiMn2O4):用在电动工具、医疗器械、电动汽车、混动汽车之上,功率大,能量密度中等。
5、镍钴铝酸锂(LiNiCoAlO2或称NCA):运用在工业领域、医疗器械、电动汽车(特斯拉等),类似钴酸锂,能量密度高(能量型电池),可以做到低钴。
6、钛酸锂(Li4Ti5O12):负极使用钛酸锂,运用于UPS、便携工具、电动汽车(三菱iMiEV、飞度EV等),寿命长,充电快,能量密度比较低,但价格高。 江苏大货车启动电源价格多少
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