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来源: 发布时间:2023年02月02日

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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.电池的昨天:

人类历史上较早关于“电”的记录,在公元前6世纪前后,古希腊哲学家泰勒斯发现摩擦后的琥珀可以吸起绒毛和木屑,遍认为这些死物内部其实有生命灵魂的,只是肉眼看不见而已。

人类又过了整整20个世纪,才勉强打开了电磁学的大门,然而此时愚钝的人类根本无法将电储藏起来挪为己用。

直至17世纪,荷兰莱顿大学(Leiden University)的彼得·范·穆森布罗克教授(Prof. Pieter van Musschenbroek)发明了莱顿瓶(Leyden jar),人类首先捕捉到了电。

电是抓住了,但如何源源不断地捕捉/生产电呢?这个问题要到18世纪中叶才能回答,答题者是美国开国大神本杰明·富兰克林(Benjamin Franklin),他从苍天哪里取得了雷电,从暴君那里取得了民权。光荣的富兰克林院士并未完成18世纪的电学成就,意大利物理学家亚历山德罗·伏打(Alessandro Volta)在这个世纪首先造出 “伏打电堆”,成为了世界上较早化学电源——“巴格达电池”。

为致敬伏打老师对电学的贡献,电压单位便成了Volta。于19世纪初发电机与电动机相继发明,电学进入了一个全新的纪元。准确来说,19世纪是属于电池的***个光辉世纪。


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锂离子电源作为新能源汽车、固定储能装置以及便携式电子设备的能量载体,其生产和应用在近年来的发展非常迅猛。受锂电源工作原理和制造技术水平所限,锂离子电源单体的电压和容量无法直接满足大型移动储能和固定储能装置的需要,需要很多单体通过一定的串、并联连接组成模组,甚至再由多个模组进一步串、并联连接组成电堆后方可满足仪器需要的一定的电压、电流和总能量应用要求。而且,随着科技的发展,锂离子电源的智能化也在慢慢的应用开来。

殊不知,一块简单的电芯需要受到多达6个维度的因素的制约:循环寿命、功率密度、能量密度、工作温度区间、安全、成本。6个维度的表现,就像是游戏里的“技能树”,我们手中只有有限的技能点,不能让所有维度的表现都全优。A、电池能量密度太低(续航差)B、电池安全性不佳(总是烧)C、充电时间过长(碍事)D、电池价格过高(车价高)四座大山立在电动汽车消费者面前,如果跨不过去,就永远无法完全替代使用汽柴油燃料的内燃机汽车,即使我们有再大的愿景和决心。



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锂电池的发展也经历过一段“坎坷”摸索时期,大致发展分一下三个阶段:

第1阶段,因负极材料是锂金属及其合金,且不可充电,因此该阶段锂电池,更确切的表达是锂金属一次电池;

第2阶段,负极材料仍是锂金属及其合金,但正极材料由MoS2等嵌入化合物代替过渡氧化物,实现了锂离子在电池正负极往复迁移运动,即可重复充放电,因此该阶段锂电池实质是锂金属二次电池;

第3阶段,负极材料是石墨、焦炭等导电电极,正极材料是含锂化合物,例如嵌锂过渡金属氧化物、嵌锂金属硫化物、含锂盐类化合物。该阶段锂电池,本质上是现在我们所称作的锂离子电池。


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锂离子启动电池参数之充放电倍率(C):

表示充放电电流大小,数值上等于额定容量的倍数。充放电倍率=充放电电流÷额定容量,用“C”表示。

其他参数:

1、循环寿命:经历一次充放电称为一个周期或一次循环,电池在反复充放电后,容量会逐渐下降,在一定的放电条件下,电池容量降至80%时,电池所经受的循环次数就是循环寿命。

2、自放电:电池在储存过程中,容量会逐渐下降,其减少的容量与电池容量的比例,称为自放电率。用“%/月”表示。自放电率越低,贮存性能越好。

3、内阻:指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力。

内阻大,内耗大,加速衰减,限制大倍率充放电;内阻小,寿命和倍率都会更好。


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