鋰動力電池是新型高能電池,這種電池的負(fù)極是金屬鋰,正極用MnO2,SOCL2,(CFx)n等。70年代進(jìn)入實用化。因其具有能量高、電池電壓高、工作溫度范圍寬、貯存壽命長等優(yōu)點,已廣泛應(yīng)用于軍事和民用小型電器中,如移動電話、便攜式計算機(jī)、攝像機(jī)、照相機(jī)等、部分代替了傳統(tǒng)電池。大容量鋰電池已在電動汽車中使用。
鋰動力電池的特點
1、單體電池工作電壓高達(dá)3.7V,是鎳鎘電池,鎳氫電池的3倍,鉛酸電池的近2倍,這也是鋰動力電池比能量高的一個重要原因。因此組成相同電壓的動力電池組時,鋰動力電池使用的串聯(lián)數(shù)目會大大少于鉛酸電池和鎳氫電池。如果動力電池中單體電池數(shù)量越多,電池組中單體電池的一致性要求就越高,壽命就越不好做,在實際使用過程中電池組有問題分析后,一般是其中一、兩個單體電池出問題然后導(dǎo)致整組電池出現(xiàn)問題,因此不難理解為什么48V的鉛酸電池比36V的鉛酸電池反饋要高,從這個角度上講鋰電更適合動力電池的使用。
2、重量輕,比能量大:高達(dá)150Wh/Kg,是鎳氫電池的2倍,鉛酸電池的4倍, 因此重量是相同能量的鉛酸電池的三分之一到四分之一,從這個角度講鋰電消耗的資源就少,而且由于錳酸鋰電池中所用元素的儲量比較多,因此相對鉛酸、鎳氫電池可能會進(jìn)一步漲價,鋰動力電池成本反而是進(jìn)一步降低的。電動自行車用鋰電池重量為2.2-4公斤,鉛酸電池的重量為12-20公斤,鋰電重量約為鉛酸電池的四分之一到三分之一,比鉛酸電池輕約10公斤(36V,10Ah電池),電池重量減輕了70%,整車總重量至少減輕了20%。加上一般鋰電車都是簡易款的電動自行車,由于電池和整車輕,相同電壓、相同容量的電池行駛里程更長,普通的電動車重量在40公斤以上,而鋰動力電池電動自行車重量在7到26 公斤之間,女士和老年人都可以輕易搬動,人力騎行也十分輕便,運(yùn)動休閑兼得。
3、體積小:高達(dá)到400Wh/L,體積是鉛酸電池的二分之一到三分之一。提供了更合理的結(jié)構(gòu)和更美觀的外形的設(shè)計條件、設(shè)計空間和可能性。現(xiàn)階段由于鉛酸電池體積、重量的限制,設(shè)計師們的設(shè)計思想受到極大約束,導(dǎo)致現(xiàn)階段的電動自行車在結(jié)構(gòu)和外觀上“千車一面”、雷同相似、單調(diào)劃一。而鋰電池的使用,給設(shè)計師們提供了展示設(shè)計思想和設(shè)計風(fēng)格的更大空間及條件。當(dāng)然同時也導(dǎo)致電動自行車用鋰動力電池尺寸多種多樣,不利于鋰動力電池行業(yè)的發(fā)展。鋰動力電池行業(yè)也需要盡快制定電動自行車用鋰電池國家標(biāo)準(zhǔn),加速在電動自行車領(lǐng)域鋰電對鉛酸電池的替代。當(dāng)然鋰電池是在不斷發(fā)展過程中的不同材料、不同工藝電池的體積有很大的差別,如何統(tǒng)一也是一個難點。
4、循環(huán)壽命長:循環(huán)次數(shù)可達(dá)1000次。以容量保持60%計,電池組100%充放電循環(huán)次數(shù)可以達(dá)到600次以上,使用年限可達(dá)3-5年,壽命約為鉛酸電池的兩到三倍。隨著技術(shù)的革新,設(shè)備的提高,電池的壽命會越來越長,性價比會越來越高。
5、自放電率低:每月不到5%。
6、允許工作溫度范圍寬,低溫性能好:鋰動力電池可在-20℃~+55℃之間工作,尤其適合低溫使用,而水溶液電池(比如鉛酸電池、鎳氫電池)在低溫時,由于電解液流動性變差會導(dǎo)致性能大大降低。
7、無記憶效應(yīng):所以每次充電前不必像鎳鎘電池、鎳氫電池一樣需要放電,可以隨時隨地的進(jìn)行充電。電池充放電深度,對電池的壽命影響不大,可以全充全放,我們循環(huán)測試就是全充全放的。
8、特別適合用于動力電池:除了鋰電池電壓高之外,由于鋰動力電池組的保護(hù)板能夠?qū)γ恳粋€單體電池進(jìn)行高精度監(jiān)測,低功耗智能管理,具有完善的過充電、過放電、溫度、過流、短路保護(hù)、鎖定自恢復(fù)功能以及可靠的均衡充電功能,大大的延長了電池的使用壽命。而其他類型電池(比如鉛酸電池)在使用過程中由于電池一致性、充電器等問題,易產(chǎn)生電池過充、過放等問題(由于成本等各方面的原因,鉛酸電池組內(nèi)不能對每一個單體電池進(jìn)行監(jiān)測和保護(hù))。
9、無污染:鋰動力電池中不存在有毒物質(zhì),因此被稱為“綠色電池”,國家重點扶持。而鉛酸電池和鎘鎳電池由于存在有害物質(zhì)鉛和鎘,國家必然會加強(qiáng)監(jiān)管和治理(鉛酸電池出口退稅的取消,鉛資源稅的增加,鉛酸電動自行車出口的受限),相應(yīng)企業(yè)的成本也會增加。雖然鋰電池沒有污染,但從資源節(jié)約的角度考慮,鋰動力電池的回收,回收中的安全性,回收的成本也都需要考慮。
10、存在安全隱患:由于鋰動力電池能量高,材料穩(wěn)定性差,鋰電容易出現(xiàn)安全問題,世界上知名的手機(jī)和筆記本電腦電池(正極材料為鈷酸鋰和三元材料)生產(chǎn)企業(yè),日本三洋、索尼等公司要求電池的爆噴率控制在40個ppb(十億分之一)以下,國內(nèi)公司能達(dá)到ppm(百萬分之一)級的就已經(jīng)不錯了,而動力電池的容量是手機(jī)電池容量的上百倍以上,因此對鋰電的安全性要求極高。雖然鈷酸鋰電池和三元材料的電池具有重量更輕,體積更小等優(yōu)點,但它們是不適合作動力電池應(yīng)用于電動車的。
11、價格高:相同電壓和相同容量的鋰動力電池價格是鉛酸的3-4倍。隨著鋰動力電池市場的擴(kuò)大,成本的降低,性能的提高,以及鉛酸電池價格的提高,鋰動力電池的性價比是有可能超過鉛酸電池的。