新能源电池介绍

新能源汽车电池是使用新能源技术减少 “温室气体” 排放污染的新型汽车电池,主要可以分为两大类,即蓄电池和燃料电池。以下是一些常见类型的介绍:

三元锂电池:正极使用镍钴锰材料制作。其电压平台较高,容量较大,在相同体积和重量下续航里程更远,且大倍率充电性能较好,耐低温性能也有一定优势。不过,其所需的钴元素在我国储量较少,大部分依靠海外进口,成本较高;并且高温结构不稳定,在 200°C 时就会发生分解,产生剧烈的化学反应,导致高温安全性差,易发生燃烧和爆炸。按照三元材料比例的不同,可分为 111、523、622 和 811 等种类,其中 811 高镍电池是提升电芯能量密度的关键方向。
磷酸铁锂电池:使用磷酸铁锂作为正极材料。该电池的耐高温性能出色,安全稳定性更好,价格相对便宜,其原材料磷、铁在国内分布广泛。它的寿命具有优势,同等使用循环次数下电池衰减更慢。但缺点是低温条件下,电池衰减较快,在零下 10 度以下进行 100 次左右的充放电循环,电池容量就会下降到初始容量的 20%。
无钴电池:电池材料中不含钴元素。钴元素矿产资源短缺,价格昂贵,且我国钴材料含量少。无钴电池在降低材料成本、规避对钴元素依赖的同时,也需解决钴元素取消后对材料性能产生的不利效果。例如蜂巢能源的无钴电池通过阳离子掺杂、单晶化、纳米网络包覆等改性方式,兼具了三元和磷酸铁锂电池的部分优势。其无钴材料性能可达 NCM811 的水平,材料成本可降低 5%~15%,电芯 BOM 成本降低约 5%。
四元电池:材料中含有镍、钴、锰、铝四种元素,即在 NCM 三元材料中掺杂第四元素铝,同时降低镍含量并制备单晶材料。第四元素铝的加入可增强材料晶粒之间的边界强度,减少有害相变转变过程的微隙,从而提高循环性能和安全性能,但元素掺杂种类过多会导致制备工艺更复杂,材料合成的一致性难以保证。
刀片电池:指外形像刀片一样细长扁平的锂电池,内部采用叠片工艺,单张极片长度可达 900mm 以上。其空间利用率高,取消了模组结构,直接集成到电池包底部,相同体积下可装配更多电池,从而提高电动汽车的续驶里程;电池堆强度高;采用热稳定性良好的磷酸铁锂材料,可通过最严苛的针刺安全测试,且表面温度不超过 60°C。不过,磷酸铁锂材料本身低温性能差,搭载磷酸铁锂电池的电动汽车在低温天气下可能导致续驶里程急速降低,且刀片电池直接集成到电池包底部,维修成本较高。
4680 无极耳电池:“4680” 代表直径 46mm、高度 80mm 的圆柱电池,通过增加单体电芯尺寸可摊薄非活性物质占比,降低固定成本和 BMS 难度;“无极耳” 指通过激光直接在集流体上切割出极耳形状,然后与集流盘焊接,通过集流盘将电流引出到壳体,实现外电路的连接。该电池采用 CTC 技术方案,直接将电芯集成到汽车底盘上,可减少零部件数量,实现车身减重、续航提升和单位成本降低。它通过大圆柱方案提升了单体能量,简化了 pack 零部件并降低了成本,提升了续航,采用无极耳技术还大幅降低了电池内阻,减少了电池产热,提高了安全性能。但其工艺复杂,对设备要求极高,且采用 CTC 车身一体化集成方案导致可维修性很差。

新能源电池的度数一般指电池的电压大小,例如铅酸电池的度数为 2V,锂离子电池的度数为 3.6V 至 3.8V 等。
在实际应用中,不同类型的新能源电池具有各自的特点和适用场景,其性能也会受到多种因素的影响,如温度、充放电倍率、循环次数等。新能源汽车厂商会根据车辆的设计需求、成本考虑以及目标市场等因素,选择合适的电池类型。同时,随着技术的不断进步,新能源电池也在不断发展和改进,以提高能量密度、安全性、循环寿命等性能指标。
另外,新能源电池的辐射主要指电池在使用过程中产生的电磁辐射。在电池设计和制造过程中,需要考虑电磁辐射问题并保证其符合相关标准,以确保安全可靠。一些研究表明,新能源电池产生的电磁辐射对人体健康的影响相对较小,但仍需引起重视。
对于新能源电池的检测,主要包括电池容量测试、电池循环寿命测试、电池内阻测试等,通过检测可以及时发现电池存在的问题,提高使用寿命并保证安全可靠。
而新能源电池回收是为了减少资源浪费和环境污染,回收后的电池可以进行再利用或资源回收,以提高电池的再利用率并减少对环境的污染,实现可持续发展。

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