充电宝为啥总爆炸?锂电池技术全解析!
当然,这也和使用习惯相关。刚刚说过的一切规律在这里都适用,因为我们这里涉及到另一种正极材料:磷酸铁锂了,所以要单说一下。
改装电摩中使用的磷酸铁锂电池组
磷酸铁锂的能量密度比三元锂电低40%,同样能量的电池磷酸铁锂体积大,分量沉,优势在于循环次数多,好保养。比如还是刚刚所说的条件,三元锂电满电存放3个月,电池容量衰减到初始的60%,但磷酸铁锂面对这样严酷的存放条件还可以保持90%,虽然也损失了,但远没有三元锂电那么严重。
这个原因和磷酸铁锂绝大部分能量(85%以上)都集中在3.2V电压上有关,虽然这种电池充电的截止电压有3.6V,但从3.6V到3.2V的区间内存储能量还不到总能量的1%,即便充满后,放置几分钟电压也会回落到3.2V。所以磷酸铁锂自动维持低的电压应力。不容易形成钝化膜。
三、电池内阻
没有特别解释的。
四、电池一致性
一致性问题更加重要,目前电动自行车采用的单体电池大致有2类:
1、小单体电池,也就是18650电池,容量2.2Ah-2.6Ah,每组电池单体数量200个-500个。
采用小单体组成电池组,要组120V100Ah电池组
2、大单体电池,容量一般为20Ah-40Ah之间,每组电池单体数量15个-30个。
我们以72V40Ah的电池组为例,如果采用小单体电池,就需要20串19并的方式,共380颗18650电池。每20颗首尾相接为一条,19条电池组在任何时候充放电都要求电压差在0.02V以内,听上去要求很高,但实际上却不像想象中的难,因为18650电池的工艺已经非常成熟,同批次电池的一致性相当的好。
大单体磷酸铁锂电池,各种规格
如果采用20Ah大单体电池,就需要20串2并的方式,共40颗大单体电池,只要这40颗工作起来同步就没问题了,总得来说大单体电池成组后在一致性上出现问题的几率更小。不利因素也有,如果是磷酸铁锂的大单体电池,一致性会比三元锂电差很多,所以电池组都需要再添加一个自动均衡的电路,在每次充电的末尾判断哪一颗电池需要单独多充一会儿电,来解决磷酸铁锂一致性不佳的弱点。
一致性问题在这里已经上升到很重要的地位,但还没有到极致。
IV. 电动汽车中的锂电池
电动汽车中的锂电池是最复杂的应用,因为电池面临大功率充放、大容量存放、高频率使用、长时间行驶等需求,所用的电池均是正规大厂高规格产品,电动汽车里淘汰出来的废旧电芯往往给电动自行车装上,都仍有用武之地(当然,这属于奸商行为),通常的做法是淘汰给储能电站用来储存风能、太阳能。
一、充放电倍率
根据不同车,差别很大,大家熟知的比亚迪秦用了152颗单体容量为26Ah的磷酸铁锂电池,放电电压曲线积分得到总能量10.5KWh,秦的电动机最大功率是110KW,秦的电池就要求10C的放电倍率。比亚迪的另一个纯电动车e6的电池拥有目前乘用车最大的电池容量:63KWh,所以要实现较大功率并不需要电池放电倍率很高,e6电池的放电倍率是1.5C。纯电动汽车电池容量最大的公交车,比如比亚迪的13.8米长的电动大巴车K9,电池容量324KWh,由于电池容量巨大,对于180KW的功率来说电池放电倍率只需要0.5C即可。
比亚迪K9电动大巴卖到以色列
还有一些非插电式混动汽车,电池容量仅有1.5KWh,但电动机的最高功率达到30KW,则这些汽车中用到的电池放电倍率可能有20C,这相比移动电源的应用场景0.2C来说大了100多倍。
凯美瑞混动版,就需要用动力电池,放电倍率较高
纯电动汽车大都设置了快充和慢充两种充电方式,快充最慢2小时充满,这样充电倍率就是0.5C。还有更夸张的,比如特斯拉的老板马斯克就希望下一代特斯拉充电时间可以缩减到10分钟,这样的话充电倍率至少要6C了。
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