电动汽车用锂离子电池的能量功率特性分析
锂离子电池充电与放电特性分析
锂离子电池充电与放电特性分析随着电子设备的普及，电池成为了现代生活中无法缺少的部分，其中最为常见的电池类型是锂离子电池。
锂离子电池具有高能量密度、长寿命和对环境友好等优点，被广泛应用于手持设备、电动汽车和储能系统等领域。
本文将深入探讨锂离子电池的充电与放电特性，以期更好地理解其工作原理和优化设计。
一、锂离子电池充电特性锂离子电池的充电过程分为三个阶段：常流充电、过渡充电和恒压充电。
1.常流充电阶段在这个阶段，电池会以恒定电流充电，随着电池充电量的增加，电池内阻会逐渐升高，导致充电电流的降低。
常流充电阶段的电流大小通常根据电池容量来决定，一般为电池容量的1/2。
2.过渡充电阶段当电池容量接近充满时，充电电流会急剧下降，进入过渡充电阶段。
此时，电池的内阻会进一步升高，导致充电电流进一步降低。
3.恒压充电阶段当电池充满时，充电器会切换到恒压充电阶段，即将充电电压保持在特定电压下，将充电电流限制在特定电流下。
此时，电池中的化学反应已经完全达到平衡，电池的温度会略微升高。
二、锂离子电池放电特性锂离子电池的放电过程也分为三个阶段：平衡放电、持续放电和截止放电。
1.平衡放电阶段在该阶段，电池的电压和电流都处于稳定状态，电池的内阻不会改变。
锂离子电池在这个阶段表现出极好的性能，电量密度高，容量损失小。
2.持续放电阶段在电池工作一段时间后，电池内部的化学反应已经逐渐减弱，电池的电量开始下降。
在这个阶段，电池的温度会略微降低，电池的内阻也会逐渐升高。
3.截止放电阶段当电池电量下降到一定程度时，电池会进入截止放电阶段。
此时，电池的电压会急剧下降，电池电量已经不能维持正常工作，需要充电。
三、锂离子电池充放电特性的影响因素1.温度锂离子电池的充放电性能与温度密切相关。
在过高或过低的温度下，电池的容量、寿命和安全性都会受到影响。
因此，锂离子电池应该在适宜的温度范围内工作。
2.电流锂离子电池的电流越大，其容量和循环寿命就越小。
锂离子电池的结构和性能
锂离子电池的结构和性能锂离子电池，是当前电池技术中最为普及并应用广泛的电池之一。
它具有高能量密度、较长的使用寿命、低自放电、低污染等优点，因此被广泛应用于消费电子、电动汽车、储能等领域。
本文将简述锂离子电池的结构和性能。
一、结构锂离子电池的基本结构由正极、负极、隔膜和电解液组成。
正极通常采用的材料有：钴酸锂、三元材料（氧化镍锰钴）、锰酸锂等。
其中，钴酸锂是目前使用最广泛的电极材料，具有高能量密度，但价格昂贵；三元材料能够在一定程度上平衡能量密度和安全性，价格相对较为适中；而锰酸锂则具有较低的成本，但能量密度和安全性相对较差。
负极则通常采用石墨材料，其结构稳定性高、价格较低，但能量密度相对较低。
也有一些新型材料如硅、锡等被研究并应用于锂离子电池中，这些材料可以显著提高电池的能量密度，但由于其结构不稳定，导致电池寿命较短。
隔膜是分隔正负极的关键部分，其必须具有高导电性和高的电化学稳定性。
目前，多数锂离子电池采用的是聚丙烯膜，它具有较高的电化学稳定性和良好的隔离性能。
电解液是电池中的重要组成部分，其主要作用是传递离子，维持电池的稳定性。
常用电解液为有机电解液，包括碳酸酯类、丙酮类、乙二醇类等。
同时，也有一些新型电解液如固态电解液等被研究并应用于锂离子电池中。
锂离子电池还有其他组成部分如电极集流体、绝缘垫等，这里不再赘述。
二、性能锂离子电池的性能主要体现在能量密度、输出功率、循环寿命、安全性等方面。
能量密度是衡量电池性能的重要指标，指单位体积或单位质量的电量。
当前，锂离子电池的能量密度已经达到了200Wh/kg以上，而且还在不断提升。
输出功率指电池可以在单位时间内输出的能量，其大小由电池内部电阻和电子迁移速度等因素决定。
很多应用中需要高输出功率的电池，如电动汽车等，因此锂离子电池的输出功率也成为了一个重要的性能指标。
循环寿命指电池可以充放电多少次后仍然能够保持其性能，即电池的使用寿命。
目前，锂离子电池可以经过上千次充放电循环后仍能保持良好的性能，这也是它在储能等长周期使用领域的主要优势之一。
镍钴锰酸锂电池的性能特点与应用分析
镍钴锰酸锂电池的性能特点与应用分析镍钴锰酸锂电池是一种新型的锂离子电池，具有很多优点和广泛的应用领域。
本文将对镍钴锰酸锂电池的性能特点和应用进行详细分析。
一、性能特点1. 高比能量：相较于传统的三元材料，镍钴锰酸锂电池具有更高的比能量，能够提供更持久的电力供应。
这使得它在电动车、无人机等高功率设备中得到广泛应用。
2. 高循环寿命：镍钴锰酸锂电池的循环寿命远远超过其他类型的锂离子电池。
它能够保持较高的容量和稳定的性能，在长时间使用后仍能保持良好的电池寿命。
这使得它在电动工具、便携设备等领域得到了青睐。
3. 良好的安全性能：镍钴锰酸锂电池采用了新的正极材料，使其具有优异的安全性能。
它能够有效防止过充、过放等极端情况下发生热失控，大大降低了火灾和爆炸的风险。
4. 快速充电能力：相比其他类型的锂离子电池，镍钴锰酸锂电池具有更高的充电效率和更快的充电速度。
它能够在短时间内充满电，并能够进行快速充电，缩短了用户等待的时间。
二、应用分析1. 电动汽车领域：随着电动汽车的普及，镍钴锰酸锂电池作为电动汽车的主力电池之一，具有高能量密度和长循环寿命的特点，被广泛应用于电动汽车的动力系统。
它不仅能提供强大的动力支持，还能满足长途驾驶和充电时间的要求。
2. 环保储能领域：镍钴锰酸锂电池在太阳能和风能等可再生能源的储能系统中得到了广泛应用。
它可以将储存的电能在需要的时候释放，实现对可再生能源的高效利用，并减少对传统能源的依赖。
3. 便携式电子产品领域：镍钴锰酸锂电池因其高比能量和轻巧便携的特点，被广泛应用于手机、平板电脑、蓝牙耳机等便携式电子产品中。
它能够提供稳定的电源供应，延长设备的使用时间。
4. 家用储能领域：随着太阳能发电和风能发电的普及，家庭储能系统的需求也日益增长。
镍钴锰酸锂电池由于其较高的容量和循环寿命，成为家庭储能系统的首选电池。
它可以存储多余的电能，并在需要的时候释放出来，满足家庭用电需求。
5. 医疗设备领域：医疗设备对电池的要求非常高，需要长循环寿命、高安全性和稳定的电源供应。
磷酸铁锂电池的充放电特性分析
磷酸铁锂电池的充放电特性分析随着电动汽车和可再生能源的快速发展，锂离子电池作为一种高性能和高安全性的能量储存系统得到了广泛应用。
磷酸铁锂电池作为锂离子电池的一种，由于其高能量密度、低自放电率和较长的循环寿命而备受关注。
本文将对磷酸铁锂电池的充放电特性进行分析。
首先，让我们先了解磷酸铁锂电池的基本构造。
磷酸铁锂电池由正极、负极、隔膜和电解液组成。
正极材料通常采用的是磷酸铁锂（LiFePO4），负极材料则是碳材料，例如石墨。
隔膜起到隔离正负极之间的作用，电解液则是负责离子传输。
整个充放电过程涉及到锂离子在正负极之间的迁移，以及电子在外部电路中的流动。
磷酸铁锂电池的充放电特性主要包括容量、循环寿命、内阻和功率性能等方面。
首先是容量。
容量是指电池储存和释放电能的能力，一般以安时（Ah）为单位。
在充电过程中，锂离子从正极通过电解液中迁移到负极，并在负极上嵌入碳材料中，从而实现电池的充电。
在放电过程中，锂离子从负极通过电解液中迁移到正极，同时从负极释放出的电子经外部电路流动，完成对外界设备的供电。
磷酸铁锂电池具有较高的容量，可以满足电动汽车等高能量需求的场景。
其次是循环寿命。
循环寿命是指电池经过多少次充放电循环后容量能够保持在一定水平。
磷酸铁锂电池具有较长的循环寿命，主要得益于磷酸铁锂材料结构的稳定性和低自放电率的特性。
然而，循环寿命受到多种因素的影响，包括温度、充放电速度和充放电深度等。
合理的运用和管理可以延长电池的循环寿命，例如避免过度充放电和过高温度环境。
内阻也是一个重要的特性。
内阻是电池内部电阻的总和，包括电解液、电极材料和集流体等的电阻。
内阻的大小会影响电池在充放电过程中的功率性能和效率。
更小的内阻可以提供更高的功率输出，但同时也会造成更大的能量损耗。
因此，合理控制内阻的大小是提高电池性能的关键之一。
最后是功率性能。
功率性能是指电池在短时高功率输出时的能力。
对于电动汽车等应用场景，电池需要能够提供较高的功率输出，以满足加速和超车等需求。
高倍率放电性能的功率兼顾型锂离子电池性能分析
高倍率放电性能的功率兼顾型锂离子电池性能分析锂离子电池是一种常用的电池类型，广泛应用于移动电子设备、电动车辆等领域。
在现代社会中，对电池能量密度和功率密度的要求越来越高，特别是在电动汽车等需要大功率输出的应用中。
高倍率放电性能的功率兼顾型锂离子电池能够在高负载条件下稳定输出高功率，因此成为电动汽车等领域的首选。
高倍率放电性能的功率兼顾型锂离子电池是指在高倍率放电情况下，仍然能够保持较高的容量和循环寿命。
高倍率放电性能的提升需要从多个方面考虑，包括电极材料、电解液和电池结构等。
首先，电极材料是影响高倍率放电性能的关键因素之一。
典型的电极材料包括锂铁磷酸盐(LiFePO4)和钴酸锂(LiCoO2)等。
锂铁磷酸盐由于其稳定性高、循环寿命长等优点成为了高倍率放电性能优秀的电极材料。
钴酸锂虽然具有较高的比能量，但在高倍率放电下容易发生结构破坏，导致容量衰减和循环寿命下降。
其次，电解液也对高倍率放电性能起着重要作用。
传统的液态电解质在高倍率放电时容易发生电解液过热和气体生成等问题，限制了电池的高倍率放电性能。
而采用固态电解质可以有效解决这些问题，提高电池的高倍率放电性能。
固态电解质具有高离子导电性、化学稳定性好的特点，能够在高倍率下提供稳定的离子传输通道，保证电池的高倍率放电性能。
另外，电池结构的优化也是提升高倍率放电性能的关键。
传统的电池结构采用了多层叠压组装，存在接触电阻大、电流分布不均等问题，限制了高倍率放电性能的发挥。
一种解决方案是采用三维电流收集网络结构，通过纳米导电材料构建连续网络，提高电流的集电和分配能力，从而改善高倍率放电性能。
在实际应用中，高倍率放电性能的功率兼顾型锂离子电池已取得了很大的进展。
例如，一些电动汽车制造商采用了具有高倍率放电性能的功率兼顾型锂离子电池，可以实现瞬时加速、快速充电等高功率需求。
然而，要进一步提升高倍率放电性能的功率兼顾型锂离子电池，仍然面临一些挑战。
首先是材料的研发和优化。
锂离子电池在电动汽车中的应用
锂离子电池在电动汽车中的应用【摘要】：在环境污染日益严重、能源消耗日益加剧的今天，能源成为了我们迫切需要解决的问题之一。
如今，新能源得到了人们的认同和推广,新能源汽车在汽车发展方向备受关注。
近年来，锂离子电池已被研究人员用在电动车上作为动力能源，成为电动车发展的一个新趋势。
相对以前的电池，锂离子电池中无镉、汞、铅三种元素，这与我们国家的可持续发展战略的要求相符合。
本文介绍了锂离子电池在电动汽车中的应用、特点及原理。
【关键词】：新能源、锂离子、汽车、应用近些年来，随着人们生活水平的提高及环境保护意识的的增强，人们都意识到能源是一个很值得关注的问题。
出于能源和环境的考虑，电动汽车在各国政府和汽车制造商的推动下得到了快速的发展，其中，纯电动汽车以其能真正实现“零排放”而成为电动汽车的重要发展方向1。
锂离子电池凭借其优良的性能成为新一代电动汽车的理想动力源，它具有重量轻、储能大、功率大、无污染、也无二次污染、寿命长、自放电系数小、温度适应范围宽泛，是电动自行车、电动摩托车、电动小轿车、电动大货车等较为理想的车用蓄电池2。
缺点是价格较贵、安全性较差。
现已有的一些新型材料有：钴酸锂，锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸钒锂等，他们很大程度上提高了锂离子电池的安全性。
1、锂离子蓄电池：1.1 锂离子蓄电池作为动力电池的简介：锂离子蓄电池是通过涂在电极上的活性材料存储和释放锂离子，即通过锂离子在电极活性材料上的脱附来存储电能。
锂离子动力蓄电池分为单体电池、模块和系统等三个层次，将若干个锂离子蓄电池的单体电池组合成带有监测电路、电气和通讯接口及通风散热功能的蓄电池管理系统。
动力蓄电池模块可由上百个单体电池串联及并联而成。
串联的目的是提高蓄电池模块总电压，并联的目的是提高蓄电池模块容量3，将这些锂离子电池用在车上作为动力源成为电动汽车的一个重要发展方向，目前已经有公司致力于这方面的研究和推广，成效显著。
1.2 锂离子蓄电池的特点4：锂离子电池有许多优越特性，比如高能量，较高的安全性，工作温度范围宽，工作电压平稳、贮存寿命长(相对其他的蓄电池)。
锂离子动力电池产品分析三元锂电池vs镍钴锰酸锂电池
锂离子动力电池产品分析三元锂电池vs镍钴锰酸锂电池锂离子动力电池产品分析：三元锂电池vs镍钴锰酸锂电池随着电动汽车、移动设备和可再生能源等应用的快速发展，锂离子动力电池已成为当今最重要的电池技术之一。
三元锂电池和镍钴锰酸锂电池作为主要的两种锂离子电池，各自具有一系列特点和优势。
本文将对这两种电池进行详细的产品分析和比较。
一、三元锂电池三元锂电池是指以锂镍钴氧化物（LiNiCoO2）作为正极材料，碳材料或炭黑作为负极材料的锂离子电池。
下面是三元锂电池的几个主要特点：1. 高能量密度：三元锂电池具有较高的能量密度，可以提供更长的续航里程和更强的动力输出，使其成为电动汽车的理想选择。
2. 高循环寿命：三元锂电池具有优异的循环寿命，可以经受更多次的充放电循环而不会明显损失容量，延长了电池的使用寿命。
3. 低自放电率：三元锂电池的自放电率较低，即在长时间不使用时电池容量的衰减较小，提高了电池的储存性能。
4. 低温性能优越：相比其他类型的锂离子电池，三元锂电池具有更好的低温性能，可以在极寒环境下正常工作且不损失性能。
然而，三元锂电池也存在一些不足之处。
首先，它的生产成本较高，由于阳极材料的成本较高，导致整体价格较高；其次，在高温环境下，三元锂电池的安全性会受到一定程度的影响。
二、镍钴锰酸锂电池镍钴锰酸锂电池是由锂镍钴酸锂（LiNiCoMnO2）作为正极材料，碳材料或炭黑作为负极材料的锂离子电池。
以下是镍钴锰酸锂电池的主要特点：1. 低成本：镍钴锰酸锂电池的生产成本较低，相比于三元锂电池，价格更为亲民，可以降低电动汽车的制造成本。
2. 较高的安全性：镍钴锰酸锂电池在高温环境下具有较好的安全性能，能够防止过充、过放等异常情况的发生。
3. 较好的循环寿命：镍钴锰酸锂电池具有较好的循环寿命，可以经受多次的充放电循环而不会明显损失容量。
4. 适用于高功率应用：镍钴锰酸锂电池在高功率输出方面表现出色，使其成为一些需要高性能电池的应用的理想选择。
新能源汽车及动力锂电池发展分析
新能源汽车及动力锂电池发展分析摘要：新能源汽车的技术，已经非常成熟了。
现在世界上，新能源汽车的产量，已经达到了几百万辆，虽然产量很大，但市场还是很好的，我们可以吸收更多的新能源汽车。
新能源汽车的动力来源是电池，因此新能源汽车的发展非常迅速，这不仅仅是因为它的经济实力，更重要的是它的技术。
新能源汽车以动力锂电池为主体，技术要求较高，技术水平有待进一步提高。
提高电池的质量，优化生产流程，对促进新能源行业发展具有重要意义。
关键词：新能源汽车；动力；锂电池引言：当前，能源与环保问题是社会高度关注的焦点，新能源汽车在此背景下得到快速发展和应用。
在新能源汽车发展中，锂电池是一个重要的组成部分，随着时代的发展，节能和环境保护的需要，推动了其发展和应用。
隔膜系锂电材料是目前世界上最有价值的锂离子电池，而国内对这种材料的研究还存在着较大的发展空间。
1.动力锂电池的概述分析1.1动力锂离子电池的基本构成动力锂离子电池是以铝塑复合膜、极耳、导电剂、粘合剂、电解液、隔膜、正极材料等为主要原料。
其中，正极材料、电解液、隔膜和负极材料构成了整个锂电池的关键技术。
在锂电池充电过程中，锂离子在正极产生，锂离子被电解质溶液传输到负极，并被吸附到负极的碳纳米管中，使其持续提高充电容量。
锂离子电池具有较高的充放电性能，因此它被广泛地用于电动汽车。
1.2动力锂电池的特征由于其低的自放率、高能量密度、循环无污染、高效、无记忆等特性，成为新能源汽车行业的首选动力来源。
锂电池组件是新能源汽车的核心组件，也是其唯一的电源。
锂电池有很高的工作温度：20~40℃是它的最佳工作温度，超过这个温度就会降低它的工作寿命和工作性能。
在较低的温度下，锂电池的放电量和放电压都会大幅度下降；在较高的温度下，锂电池很容易发生热失控，一旦内部的热量积累起来，无法及时排出，就会发生火灾，从而危及到人类的生命和财产。
而电池的散热系统，则是保证锂电池工作正常的重要保障。
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ＡＶ９００ 上作范围
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电挑 ８一一７５０Ｖ ７５１一一８２５ Ｖ ８２６～９００Ｖ ±２００ｍＶ或者
０．１５％
哇三流 直流±５００ Ａ 直流ｉ４００ Ａ 直流±３００ Ａ ±２５０ｍＡ或
Ｏ．２５％
功率／ｋｗ 士２５０ 圭２２５ 士２００
２锂离子电池的能量功率特性分析
不同动力构型的电动汽车对动力电源能骨功率特性要求 是不一样的。东芝公司用于ＨＥＶ的锂离子电池，比功率达到 ３ ８００ Ｗ／ｋｇ，属于高功率型，但无需长时间纯电池驱动行驶，比 能量属于较低级别。而ＥＶ用锂离子电池正好相反，虽然需要 １００ Ｗｈ／ｋｇ以上的高比能量，但对比功率没有那么高的要求。 ＰＨＥＶ的性能指标则介于ＨＥＶ和ＥＶ之间，比功率要达到 ｌ ３００ Ｗ／ｋｇ，比能量要达到１２０ Ｗｈ／ｋｇ。
图８不同温度下Ｈ２００Ａｈ的功率特性
图９ 不同温度下Ｔ１５０Ａｈ的比功率
２．３不同电池能量功率特性对比分析 Ｒａｇｏｎｅ曲线１６１可以表征电池的能量功率特性，其横坐标
位置反映电池能量特性，其形态则可以体现出电池功率特性 的相对优劣。
图ｌＯ和图ｌｌ中为Ｈ２００ Ａｈ（曲线Ａ）、Ｍ６０ Ａｈ（曲线 Ｂ）、Ｍ１００ Ａｈ（曲线Ｃ）、Ｔ１５０ Ａｈ（曲线Ｄ）、Ｄ１００ Ａｈ（曲线 Ｅ）和氢镍８０ Ａｈ电池（曲线Ｆ）和ＶＲＬＡ６５ Ａｈ铅酸电池（曲 线Ｇ）的Ｒａｇｏｎｅ曲线。
目前对电动汽车用动力电池能量功率特性的定性分析较 多，见图ｌ。我们在电池试验数据基础上，对六种锂离子电池的 能量功率特性及其影响因素进行ｒ定量分析，同时兼顾了与 氢镍动力电池、铅酸动力电池的对比讨论。
１研究对象及试验平台
研究对象为国产的六种锂离子电池，正极材料分别为尖
收藕Ｂ期：２０１０－－０３－０５
图２和图３为六种锂离子电池在不同放电倍率下可用比 能量。
由网２和图３可知：（１）由于极化现象会随着放电电流 增大而加剧，锂离子电池的可用比能量随着放电倍率的增加 而降低；（２）聚合物电解质锰酸锂离子电池Ｈ２００ Ａｈ的比能 量非常高，这对增大电动汽车的续驶里程是很有利的；（３）两
图２锂离子电池质量比能量与放电倍率的关系
中图分类号：ＴＭ ９１２．９
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２—０８７ Ｘ（２０１０）１０－１０７６＿－０４
Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｌｉｔｈｉｕｍ—ｉｏｎ ｂａｋｅｒｙ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ
ＺＨＡＮＧ Ｂｉｎｌ。ＨＥ Ｙｏｎｇ－ｌｉｎ９１，ＣＨＥＮ Ｏｕａｎ—ｓｈｉ２ ｆＪ．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ＆Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９１，Ｃｈｉｎａ；
图４和图５是温度对六种锂离子电池比能馈的影响。温 度的降低抑制了锂离子电池化学能向电能的转化过程。相对 锰酸锂离子电池来说，低温对磷酸铁锂离子电池的能量释放 影响更显著。常温Ｆ锂离子电池比能鼍变化不大。在４０～６０ ℃的温度范围内，锰酸镡离子电池的比能培开始随温度提高 出现下降趋势，而磷酸铁锂离子电池Ｔ１５０ Ａｈ的町用比能量 依然保持增长趋势。由于安全方面的原因，没有进行在温度升 至６０℃以Ｉ：时的能量特性试验。
基金项目：国家。十五”。酗矿计捌电动车重大专项基金资助硬
Ｍ 目（２００３
５０１ １００＇
作者筒介：张宾（１９７５一），男，山东省人．博士研究生．主要研究方
向为电动道路车辆用锂鼻子动力电泡性鬣与警理。
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万方数据 ２０１０．１０ Ｖ０１．３４ 池的技术数据
图４电池质量比能量与放电温度的关系（３ｈ）
万方数据
１ ０７７
２０１０．１０ Ｖ０１．３４ Ｎ０．１０
图５ 电池体积比能量与放电温度的关系（３ ｈ）
２．２功率特性分析 温度对锂离子电池的充放电功率特性有着显著的影响。
图６、图７、图８分别为三种锰酸锂离子电池Ｍ６０ Ａｈ、Ｄ１００ Ａｌｌ 和Ｈ２００ Ａｈ的功率特性。由图可知，温度升高可以同时提高锂 离子电池的充放电比功率。与放电比功率相比，锂离子电池的 充电比功率在低温下的衰减更为显著，如Ｍ６０ Ａｈ、Ｄ１００ Ａｈ、 Ｈ２００ Ａｌｌ在一１０℃和ＳＯＣ ５０％时的充电比功率分别降至 １４４．７５、３４．８８ Ｗ／ｋｇ和７０．９９ Ｗ＆ｇ。
图３锂离子电池体积比能量与放电倍率的关系 种液态电解质的锰酸锂离子电池Ｍ６０ Ａｈ和Ｍ１００ Ａｈ的比能 量在放电倍率（７／３和３ Ｃ之间时变化不大，旱近似平台形态， 其中Ｍ１００ Ａｈ在４ Ｃ（４００ Ａ）放电时比能量出现陡降现象， 是由于大电流恒流放电时Ｉ’日Ｊ长达３４０ ｓ，电池内部极化作用剧 烈；（４）磷酸铁锂离子电池Ｔ１５０ Ａｌｌ可用能量的倍率特性相 对要比锰酸锂离子逊色。 ２．１．２温度对比能量的影响
本文中的锂离子电池能最特性试验在ＡＶ．９００试验台上 进行并直接输出可用能量。锂离子电池的功率特性试验设计 主要是借鉴《混合动力电动汽车用密闭型氢镍电池的输出密 度及输入密度试验方法（ＪＥＶＳ Ｄ ７１３ ２００３）》，试验方法和测 算步骤、公式见文献［５】。 ２．１能量特性分析 ２．１．１放电倍率对比能量的影响
图９所示则是温度对磷酸铁锂离子电池Ｔ１５０ Ａｈ比功率 的影响。与锰酸锂离子电池的功率特性类似，随着温度升高， 充放电比功率也随着有不同程度的增长。不同的是，Ｔ１５０ Ａｈ 的充电比功率都比放电比功率要大，这主要和磷酸铁锂离子 电池的标称电压较低（３．２ Ｖ）有关系。
图６不同温度下Ｍ６０Ａｈ的比功率
图１０中的锂离子电池质量比能量相对较高，氢镍电池次 之，铅酸电池最低。图ｌｌ中锂离子电池Ｔ１５０ Ａｈ（磷酸铁锂） 的体积比能量要比氢镍８０ Ａｈ电池更小，这也从侧面反映出 氢镍动力电池现在的技术发展和生产工艺都很成熟，在能量 功率特性方面与现有锂离子电池比较接近。
氢镍８０ Ａｈ电池（曲线Ｆ）的比能量和放电功率水平均 高于ＶＲＬＡ６５Ａｈ铅酸电池（曲线Ｇ），由于存在热失控问题，
行了试验和分析。研究表明：锰酸锂离子电池具有优良的能量功率特性，可以在能量和功率特性两者之间进行具有针
对性的柔性设计，以满足电动汽车的不周需求；磷酸铁锂离子电池具有出色的高温耐受性和大电流放电能力，随着比
能量和比功率的提高以及成本的下降。将会在电动汽车动力电源领域得到更为广泛的应用。
关键词：电动汽车；锂离子电池；锰酸锂；磷酸铁锂；能量特性；功率特性
液态
１５０
５ ３０
沌：１１ ＬｉＭｎｚ０４为尖晶ｆｉ型锰酸锂材料：２ ＬｉＦｃＰ０４为橄榄石型
磷酸钬锂村料。
构不稳定，并且在锂离子嵌入和脱嵌过程中还会形成附加相，
导致ＬｉＭｎ２０４在循环过程中容量衰减迅速，在高温情况下更 加严重Ｉｍ。
橄榄石型磷酸铁锂（ＬｉＦｅＰ０４）材料，是最近几年发展很快 的锂离子电池正极材料，具有３．５ Ｖ电势（ｖｓ Ｌｉ儿ｉ），且有较长 的电压平台【４】。由于Ｆ－Ｏ共价键强度非常大，磷酸铁锂离子电
电池种类
Ｍ６０Ａｈ Ｔ１００Ａｈ Ｍ１００Ａｈ Ｄ１（）０ ＡＩＩ
正负极材料 １．，ｉＩｉ＇ｆｎ２０４１Ｊ／Ｃ
电解质
液态 液态 液态 液态
额定容 量／Ａｈ
６０ １００ １００ １００
质量／ｋｇ
２ １５ ３．０７ ３．３０ ３ ５０
Ｈ２００ Ａｌｌ
聚合物
２００
４．３５
Ｔ１５０Ａｈ
Ｉ．ｉＦｅＰ０４２ｌ，Ｃ
２．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｓａｆｅｔｙ＆Ｅｎｅｒｇｙ，Ｔｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８４。Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｉｔｈｉｕｍ咖ｂａｔｔｅｒｙ ｆｏｒ ｅｋｃｔ肥ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｗａ８ ｆｏｃｕｓｅｄ．Ｔ圳ｎｇ ｓｉｘ ｋｉｎｄ８ ｏｆ ｄｏｍｅｓｔｉｃ Ｉｉｔｈｉｕｍ—ｉｏｎ ｂａ∞ｒｉ∞鹳
ｐｏｗｅｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｌｌｔｈｉｕｍ－ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ ｃａｎ ｂｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｎｅｅｄ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ．ＴＩ怕
ｓ雠ｐｏｗｅｒ ＵＦｅＰＯ．１ｉｔｈｉｕｍ－ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ ｈａｓ ｔｈｅ ｓｐｌｅｎｄｉｄ ｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｅｎｄｕｒａｂｌｅ ａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｈｉｇｈ－ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ａｂｉｌｉｔｙ．
ｔｈｅ ｏｂｉｅｃｔｓ ｏｆ ｓｔｕｄｙ．ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｌ ｔｈｅ Ｉ ｉＭｒｈ０４
ｌｉｌｈｉｕｍ咖ｂａｔｔｅｒｙ ｈａｓ ｔｈｅ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ．１１１ｅ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｄｅｓｉｇｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ
图７不同温度下Ｄ１００Ａｈ的比功率 ２０１０．１０ ＶｏＩ．３４ Ｎｏ．１０
万方数据
１ ０７８
图１０放电比功率与质量比能量的关系（２０℃）
图１１ 放电比功率与体积比能量的关系（２０℃） 在大功率放电情况下对电池热管理系统效能要求较高。铅酸 ＶＲＬＡ６５ Ａｈ动力电池（曲线Ｇ）虽然可以进行大电流放电，但 其比能量很低，无法满足现在电动汽车技术发展的需求。
聚合物锂离子电池Ｈ２００ Ａｈ（曲线Ａ）的比能蛙是最高 的，额定容鼍为２００ Ａｈ，但是难以兼顾高功率放电性能，其放 电功率指标并不突出。
在五种液态电解质的锂离子电池中，磷酸铁锂离子电池 Ｔ１５０ Ａｈ（曲线Ｄ）并未在比功率和比能量上表现出优势，但 它和Ｈ２００ Ａｈ、Ｍ６０ Ａｈ、Ｍｌｏｏ Ａｈ的Ｒａｇｏｎｅ曲线都呈现近似 竖直分布。未出现比能量陡降现象，在大电流放电时仍能提供 较多电能，图１２即为锂离子电池Ｔ１５０ Ａｈ在４５０ Ａ恒流放电 过程的单体电压特征和放ｆ｝｛电量，放电过程共持续了１ １８６ Ｓ， 放出电量１４８．１４ Ａｈ，电池壁温度最后升至６５℃。但其质量比 能量和体积比能量（３ ｈ）分别为９０ Ｗｈ／ｋｇ和１３７ Ｗｈ／Ｌ，体积 比能量比较小，几乎接近于标称容量为６５ Ａｈ的ＶＲＬＡ铅酸 电池，低于氢镍电池和锰酸锂离子电池。