电池作为能量来源,可以得到电压稳定、时间长,且受外界影响小的稳定电流,并且电池结构简单,携带方便,充放电操作简便易行,性能稳定可靠,在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。
电池从广义上讲主要可分为化学电池、物理电池和生物电池三大类,其中在电动汽车中,应用非常广泛的是化学电池,另从结构上来看,可分成蓄电池及燃料电池两大类别。目前市面上的车型大都采用蓄电池对车辆进行驱动。
当前,新能源汽车动力电池属锂离子电池,其构造可分为正极材料、负极材料、电池隔膜、电解液等几部分。从正极材料上看,新能源汽车动力电池大致可分为磷酸铁锂电池和三元锂电池两种。
所谓磷酸铁锂电池,是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池,而三元锂电池则是正极使用镍钴铝或镍钴锰三种材料按一定比例搭配而成的锂离子电池。接下来高格科技详细介绍一下锂离子电池的组成。
1、正极
从电池重量构成上来看,正极材料占有较大比例(一般在70%~80%),因为正极材料的性能直接影响着锂离子电池的性能,其成本也直接决定电池成本高低。
正极材料占锂离子电池成本30%~40%,也直接影响锂电池包的能量密度和性能。
2、负极
负极材料是由相对于正极电势更低的材料构成,并具有高比容量和较好的充放电可逆性,从而在嵌锂的过程中保持良好的尺寸和机械稳定性(不发生严重变形)。
负极材料主要影响锂电池的效率、循环性能等,负极材料的性能也直接影响锂电池的性能,负极材料占锂电池总成本10~20%左右。负极材料种类上,包括碳系负极、非碳性负极。
3、电解液
电解液在正极与负极之间起到运输电荷的作用(类似与无线电中的载波),具有较高的离子电导率,一般应达到1x10-3~2x10-2 S/cm。
它影响着锂电池包的能量密度、宽温应用、循环寿命、功率密度、安全性能等因素。
4、电池隔膜隔膜
隔膜有一定的孔径和孔隙率,保证低的电阻和高的离子电导率,对锂离子有很好的透过性,对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿能力,保持离子导电性,同时具有电子绝缘性,保证正负极的机械隔离,此外应有足够的穿刺强度、拉伸强度等力学性能及耐电解液腐蚀性和足够的电化学稳定性。动力电池对隔膜的要求更高,通常采用复合膜。