三元材料及锂离子电池的容量衰减

CH A M

CHAM Battery Technology Co., LTD 三元材料及锂离子电池的容量衰减

研发一部：何科峰

2015.08.21

CH A M

CHAM Battery Technology Co., LTD 目录

1.三元材料的介绍

2.锂离子电池的容量衰减

CH A M

CHAM Battery Technology Co., LTD 第一部分：三元材料的介绍

Co、Ni、Mn-based LiMn2O4, LiMn1.5Me0.5O

CH A M

CHAM Battery Technology Co., LTD

锂离子正极材料的比较

CH A M

CHAM Battery Technology Co., LTD 锂离子正极材料的比较

价格低廉放电比容量低高温性能不佳二价锰溶于电

解液

容量高价格低廉结构不稳定，合成难度大

性能稳定价格高钴是有毒元素

锂锰氧

锂钴氧

锂镍氧

引入钴稳定其二维层状结构，引入锰高电压体系

比容量高放电倍率佳安全性好成本低

二元素系

三元素系

循环性能好安全性能好低温性能差合成的批次稳定性差

磷酸铁锂系

CH A M

CHAM Battery Technology Co., LTD 三元材料的晶体结构

锂离子占据岩盐结构（111）面的3a位，过渡金属离子占据3b位，氧离子占据6c位,每个过渡金属原子由6个氧原子包围形成MO 6八面体结构，而锂离子嵌入过渡金属原子与氧形成的Ni 1-x-y Co y Mn x 层。

LiNi 1/3Co 1/3Mn 1/3O 2

超晶格型结构模型

LiNi 1/3Co 1/3Mn 1/3O 2有序堆积简模型

CH A M

CHAM Battery Technology Co., LTD 三元材料的晶体结构

峰的强度与峰的位置确定为六方晶系，R3m空间群，层状α—NaFeO 2结构；衍射峰尖锐说明结晶程度高；看有无杂质峰；

（006）/(102)及（108）/（110）峰明显分开说明层状结构明显； I(003)/I(104)比值越大，大于1.2，阳离子有序程度越高；

R值（I(006)+I(102)）/I(101)越小，晶体结构越有序；

A M

CHAM Battery Technology Co., LTD 三元材料中过渡金属的价态

Ni、Co、Mn在八面体场中d轨道发生能级分裂，形成t 2g 和e g 轨道，Mn 4+处于高自旋态（t 2g 3e g 0）而Co 3+（t 2g 6e g 0）与Ni 2+（t 2g 6e g 2）处于低自旋态，Mn 4+和Ni 2+与Mn 3+和Ni 3+相比能量更趋于稳定，所以Mn 4+的e g 轨道上的电子转移到Ni 2+的e g 轨道上，形成了Mn 4+和Ni 2+。

CH A M

CHAM Battery Technology Co., LTD 三元材料的充放电过程

在充电过程中，在3.6V~4.6V之间有两个平台，一个在3.8V左右，另一个在4.5V左右，主要归因于Ni 2+/Ni 4+和Co 3+/Co 4+2个电对，Mn 4+在充放电过程中不发生变化，起到稳定结构的作用。

在充电过程中，Mn-O键长变化很小，Co-O键长有一定程度的减小，Ni-O键长有很大幅度地减小，因为充电过程中，Co 3+/Co 4+半径变化小，而Ni 2+/Ni 3+（Ni 3+/Ni 4+）半径变化大。

以LiNi 1/3Co 1/3Mn 1/3O 2为例：

CH A M

CHAM Battery Technology Co., LTD 三元材料的充放电过程

在充电至4.2V之前，晶胞参数a随Li从正极中脱出而不断减小，后有微小的增加，a的减小是由于Co和Ni的氧化。

晶胞参数c保持增大的趋势直到4.4V附近，因为随着Li的脱出，相邻O层之间的斥力增大，4.4V后，c值突然减小，因为逐渐增多的Ni 4+-O键可以减小层间的电子斥力。

充电过程中，a减小而c增大，所以晶胞体积变化很小，仅2%左右，远小于LCO 和LNO。对于高镍三元（Ni含量大于0.6），也会有相变产生，导致循环性能下降。

以LiNi 1/3Co 1/3Mn 1/3O 2为例：

CH A M

CHAM Battery Technology Co., LTD 三种过渡金属元素

抑制阳离子混排，使

Li +的脱出/嵌入更容易稳定层状结构提高电导，改善循环含量过高降低容量

LiCoO 2

循环和倍率性能LiNiO2比容量

LiMnO 2

成本和安全性能

增大晶胞体积，提高可逆容量

过多，阳离子混排严重，循环性能恶化，安全性能恶化

降低成本

支撑结构，有利于循环性能和安全性能过多，易出现尖晶石相，破坏层状结构

CH A M

CHAM Battery Technology Co., LTD 层状镍钴锰酸锂（NMC三元材料）

溶胶-凝胶法

喷雾干燥法共沉淀法

固相反应法

氢氧化物共沉淀法

碳酸盐共沉淀法

振实密度高形貌容易控制加工性能好工业化主要方法

振实密度较低形貌难控制加工性能差

LiNi 1-x-y Co x Mn y O 2

CH A M

CHAM Battery Technology Co., LTD Ni、Co、Mn 离子混合液

沉淀剂、络合剂

沉淀反应（PH、T、搅拌速度）陈化、洗涤、过滤、干燥

前驱体混合、球磨烧结、粉碎分级LiNi 1-x-y Co y Mn x O 2

锂源

共沉淀法制备LiNi 1-x-y Co y Mn x O 2

CH A M

CHAM Battery Technology Co., LTD 共沉淀法制备LiNi 1-x-y Co y Mn x O 2

晶体成核速率：

I一成核速率; k一比例常数; Σs-1一液固表面张力; p一结晶物质的密度;M一结晶物质的摩尔质量; T一绝对温度; S/S0一过饱和度;

1.前驱体

金属盐种类、浓度

沉淀剂、络合剂的种类及浓度 PH 值

搅拌方式、强度

反应时间、温度、气氛陈化时间

2.固相反应

Li 源种类预烧温度、时间煅烧温度、时间

制备的主要参数：

CH A M

CHAM Battery Technology Co., LTD 三元材料的主要问题

1.实际比容量不到理论比容量60%，钴利用率低，电压平台比LCO低。

2.Ni含量的增加，循环性能变差、表面LiOH及Li 2CO 3增多、热稳定性变差

3.与电解液的匹配（活性物质的腐蚀、电解液的分解）。

4.表面反应不均匀的影响。

CH A M

CHAM Battery Technology Co., LTD 三元材料的改性

阳离子等价态掺杂

阳离子不等价态掺杂

掺杂价态更低的离子会导致过度元素的价态升高，即产生空穴，改变材料的能带结构，大幅提高材料的电子电导。

等价态掺杂后不会改变原来材料中原子的化合价，但是一般可以稳定材料结构，扩展离子通道，提高材料的离子电导。

阴离子掺杂技术

阴离子掺杂多见于F –取代Ｏ2-，通过氟离子体相掺杂可以使材料的结晶度更好，从而增加材料的稳定性。

表面包覆改性

用Al 2O 3，ZnO，ZrO 2等修饰表面，使材料与电解液机械分开，减少副反应，抑制金属离子的溶解，同时还可以减少材料在反复充放电过程中材料结构的坍塌，对材料的循环性能是有益的。

铁锂电池与铅酸对比

磷酸铁锂电池和密封阀控式铅酸蓄电池的比较一、产品性能比较和系统组成比较磷酸铁锂电池和铅酸电池性能比较详见表４。表４磷酸铁锂电池和铅酸电池性能比较电池性能说明磷酸铁锂电池铅酸电池单体电压（V ） 3.2 2 重量比能量（wh/kg ） 110~130 30~50 体积比能量（wh/L ） 180~220 80~120 循环寿命 1C100%充放 ≥1000次 250~350次高温性能循环寿命变化 45℃为25℃时减半 35℃为25℃时减半低温性能 -20℃容量保持率 50% 55% 自放电常温搁置28天 4% 5% 充放电效率 >99% 80% 耐过充性能一般好安全性优优环保无污染污染磷酸铁锂蓄电池与铅酸蓄电池在-48V 直流电源系统的组成比较如表５所示。表1 磷酸铁锂电池组和铅酸电池组参数比较组单体组单体组单体组单体浮充均充铅酸电池40~572448243.2 1.854.0 2.2556.4 2.35 1.13 1.18铁锂电池40~571651.2 3.243.2 2.755.2 3.4557.6 3.6 1.08 1.13铁锂电池 40~57 1548 3.243.2 2.88 54.0 3.6 56.4 3.76 1.13 1.18 电池设备工作范围只数标称电压(V)电压比值放电终止电压(V)浮充电压(V) 均充电压(V) 资料显示： ? 充满电后4.0V 的磷酸铁锂蓄电池静置15分钟后回落到3.4V ，电池开口电压3.4V 。 ? 单体工作电压为2.0V~4.2V 。 ? 在3.65V 以下可以充电性能稳定。 ? 单体电池放电时，3.0V 以下电压下降很快。综合以上信息，建议48V 直流系统的蓄电池组只数选择16只的配置方案。二、基站应用方案比较及投资比较磷酸铁锂电池应用在基站中，主要考虑到不同放电率对该种电池放电容量的影响较小，以及耐受较宽的环境温度。以下将针对基站的功耗、后备时间进行电池容量选择的分析。

锂离子电池容量损失分析

锂离子电池容量损失分析　锂离子电池是继镍镉、镍氢电池之后发展最快的二次电池。由于其具有比能量高、工作电压高、自放电率低、循环寿命长、环境污染小等独特优势，现已用作高速发展的小型电子产品的电源，也很有希望用作大型动力电池的电源。锂离子电池的应用很大程度上取决于其充放电循环的稳定性，与其他二次电池一样，锂离子电池在循环过程中容量衰减是难以避免的。由于锂离子电池在充放电过程中过充电或过放电、电解液分解、SEI 膜的形成、活性物质的溶解及其他因素会导致电池容量损失，因此分析锂离子电池容量衰减的原因，对我们进行研究开发及生产应用有着重要的作用，也有利于提高我们产品的品质。一、锂离子电池工作原理锂离子电池是指分别用两种能可逆嵌入与脱嵌锂离子的层间化合物作正负极活性物质而构成的二次电池，目前生产中普遍采用高嵌脱锂电位的LiCoO2 类材料为正极，低嵌脱锂电位的碳类材料为负极。锂离子电池在最初的充电循环中，在碳负极材料会出现化学/电化学反映过程，分别对应有机电解液的分解和锂离子的嵌入，伴随形成SEI 膜。目前常用的有机溶剂有碳酸丙烯酯（PC）、碳酸乙烯酯（EC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸二甲酯（DMC）和碳酸甲基乙基酯（EMC）等，电解质一般用锂盐有LiBF6、LiPF4、LiAsF6 和LiCIO4 等。隔膜用PP 微孔薄膜或PE 微孔薄膜。电极反应如下：正极：LiCoO2充电→← 放电Li1 － xCoO2＋xLi＋＋xe－20 负极： 6C ＋ xLi ＋＋ xe －充电→← 放电 LixC6 总的反应为： 6C ＋ LiCoO2充电→← 放电 Li1－xCoO2＋LixC6 充电时，锂离子从LiCoO2 中立方紧密堆积氧层中八面体位置发生脱嵌，释放一个电子给Co3＋，其氧化为Co4＋；放电时，锂离子嵌入到八面体位置得到一个电子，Co4＋还原为Co3＋。负极中当锂离子插入到石墨层中后石墨结构与此同时从外电路得到一个电子使得负极电荷平衡。与其它二次电池一样，锂离子经充放电循环后存在容量损失问题，导致这些问题的原因有很多，有材料方面也有制造工艺方面的因素。二、容量损失原因分析 1.过充电所谓过充电就是超过规定的充电终止电压（一般为4.2V）而继续充电

最经典的锂离子电池容量衰减原因分析

本质原因锂离子电池在两个电极间发生嵌入反应时具有不同的嵌入能量,而为了得到电池的最佳性能,两个宿主电极的容量比应该保持一个平衡值。在锂离子电池中,容量平衡表示成为正极对负极的质量比,即: γ＝m＋/m-=ΔxＣ－/ΔyC+ 式中C指电极的理论库仑容量,Δx、Δｙ分别指嵌入负极及正极的锂离子的化学计量数。从上式可以瞧出,两极所需要的质量比依赖于两极相应的库仑容量及其各自可逆锂离子的数目。一般说来,较小的质量比导致负极材料的不完全利用;较大的质量比则可能由于负极被过充电而存在安全隐患。总之在最优化的质量比处,电池性能最佳。对于理想的Li-ion电池系统,在其循环周期内容量平衡不发生改变,每次循环中的初始容量为一定值,然而实际上情况却复杂得多。任何能够产生或消耗锂离子或电子的副反应都可能导致电池容量平衡的改变,一旦电池的容量平衡状态发生改变,这种改变就就是不可逆的,并且可以通过多次循环进行累积,对电池性能产生严重影响。在锂离子电池中,除了锂离子脱嵌时发生的氧化还原反应外,还存在着大量的副反应,如电解液分解、活性物质溶解、金属锂沉积等,如图1所示。Aroｒa等[３］将这些容量衰减的过程与半电池的放电曲线对照起来,使得我们可以清楚地瞧出电池工作时发生容量衰减的可能性及其原因,如图2所示。一、过充电1?、石墨负极的过充反应: 电池在过充时,锂离子容易还原沉积在负极表面:Lｉ＋＋e→Li(s),沉积的锂包覆在负极表面,阻塞了锂的嵌入。导致放电效率降低与容量损失,原因有:①可循环锂量减少; ②沉积的金属锂与溶剂或支持电解质反应形成Li2CＯ３,ＬiF 或其她产物; ③金属锂通常形成于负极与隔膜之间,可能阻塞隔膜的孔隙增大电池内阻。④由于锂的性质很活泼,易与电解液反应而消耗电解液.从而导致放电效率降低与容量的损失。?快速充电,电流密度过大,负极严重极化,锂的沉积会更加明显。这种情况容易发生在正极活性物相对于负极活性物过量的场合,但就是,在高充电率的情况下,即使正负极活性物的比例正常,也可能发生金属锂的沉积。?２、正极过充反应当正极活性物相对于负极活性物比例过低时,容易发生正极过充电。?正极过充导致容量损失主要就是由于电化学惰性物质(如Co3Ｏ４,Mn２O3 等)的产生,破坏了电极间的容量平衡,其容量损失就是不可逆的。 (1)LiyＣoO2 LiyCｏO2→(1-ｙ)/３[Cｏ3O4＋O2(g)]＋yLiＣｏO2 y<0、4 同时正极材料在密封的锂离子电池中分解产生的氧气由于不存在再化合反应(如生成H2O)与电解液分解产生的可燃性气体同时积累,后果将不堪设想。 (２)λ-ＭnO２?锂锰反应发生在锂锰氧化物完全脱锂的状态下: λ-ＭnO2→Mn2O3＋Ｏ2(g) 3?、电解液在过充时氧化反应当压高于4、５V 时电解液就会氧化生成不溶物(如Li２Co３)与气体,这些不溶物会堵塞在电极的微孔里面阻碍锂离子的迁移而造成循环过程中容量损失。影响氧化速率因素: 正极材料表面积大小集电体材料所添加的导电剂(炭黑等)?炭黑的种类及表面积大小在目前较常用电解液中,EC／DMC被认为就是具有最高的耐氧化能力。?溶液的电化学氧化过程一般表示为:溶液→氧化产物(气体、溶液及固体物质)+ne- 任何溶剂的氧化都会使电解质浓度升高,电解液稳定性下降,最终影响电池的容量。假设每次充电时都消耗一小部分电解液,那么在电池装配时就需要更多的电解液。对于恒定的容器来说,这就意味着装入更少量的活性物质,这样会造成初始容量的下降。此外,若产生固体产物,则会在电极表面形成钝化膜,这将引起电池极化增大而降低电池的输出电压。?二、电解液分解(还原)?I 在电极上分解 1、电解质在正极上分解:?电解液由溶剂与支持电解质组成,在正极分解后通常形成不溶性产物Li2Co3 与LiＦ等,通过阻塞电极的孔隙而降低电池容量,电解液还原反应对电池的容量与循环寿命会产生不良影响,并且由于还原产生了气体会使电池内压升高,从而导致安全问题。?正极分解电压通常大于4、５Ｖ(相对于Ｌi/Ｌi＋),所以,它们在正极上不易分解。相反,电解质在负极较易分解。2?、电解质在负极上分解:?电解液在石墨与其它嵌锂碳负极上稳定性不高,容易反应产生不可逆容量。初次充放电时电解液

元锂电池的优点和缺点

三元锂电池的优点和缺点 2016-01-07 作者：宇宁来源：中国客车网三元聚合物锂电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2)三元正极材料的锂电池，三元复合正极材料前驱体产品，是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整，三元材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高，但是电压太低，用在手机上(手机截止电压一般在左右)会有明显的容量不足的感觉。优点从2014年初以来，三元材料锂电池各方面不断改性，循环次数不断增加，目前适当增加成本，已经可以达到1500次以上，而且三元材料的锂电池安全性能也在不断改善，越来越向磷酸铁锂靠近。近两年新出现的镍钴铝新三元材料，虽然在电池制造过程中对环境要求较高，但是其稳定性与安全性进一步提高，为多家电池厂所认可、试产。 1、电压平台高。电压平台是电池能量密度的重要指标，决定着电池的基本效能和成本，因此对电池材料的选用，有重要的意义。电压平台越高，比容量越大，肯定同样体积、重量，甚至同样安时的电池，电压平台比较高的三元材料锂电池续航里程更远。三元材料的电压平台明显比磷酸铁锂高，高线可以达到伏，放电平台可以达到或者伏。 2、能量密度高 3、振实密度高缺点 1、安全性差 2、耐高温性差 3、寿命差 4、大功率放电差 5、元素有毒(三元锂电池大功率充放电后温度急剧升高，高温后释放氧气极容易燃烧)

八月份公告中都有哪些新面孔客车品牌？ 2018-08-09 作者：寒玉来源：中国客车网 2018年8月初，工信部按例发布了道路机动车辆生产企业及产品(第310批)和《新能源汽车推广应用推荐车型目录》(2018年第8批)。中国客车网了解到，《公告》涉及到的客车品牌比较丰富，宇通、东风、申龙、中通、金旅、中车电动、福田欧辉、北方、比亚迪、金龙、海格、珠海银隆等企业都有申报，此外，还有不少半生不熟和完全不熟的品牌列入公告。今天，我们就来扒一扒，这些生面孔的客车品牌和企业。各品牌渊源不完整版凌河牌辽宁凌源凌河汽车制造有限公司建于2007年，前身是成立于1959年的辽宁省凌源新生联合企业公司，2016年凌河汽车经中国航天科技集团有限公司下属北京发射技术研究所和航天投资控股有限公司共同注资重组。现已形成商用车、专用车、纯电动乘用车三大产品为主线的汽车产业园，占地面积1005亩，规划建筑面积万平方米、具有10万辆整车产能，现官网自称为航天凌河汽车。 (名字好霸气……) 宏远牌东莞中汽宏远汽车有限公司成立于2013年，注册资本亿元，主要生产6-12米纯电动城市公交车、纯电动商务客车、纯电动物流车、纯电动豪华团体车等新能源汽车产。

磷酸铁锂电池

磷酸鐵鋰啟動電池磷酸鐵鋰電池﹙以下簡稱為鋰鐵﹚，用於啟動電池的設計，在此首先了解一些問題，如下：汽機車發電機電壓範圍啟動瞬間電流大小及應用時間電池瞬間啟動電流壽命最低截止電壓與鉛酸電池相對應成本比較(初期投入成本及使用帄均成本) 對車內電器的影響性環保性鋰鐵啟動電池使用方式鉛酸化使用鋰鐵電池來設計車用電池，在坊間已經有數年之久，在這段開發時間，各個開發及銷售廠商如雨後春筍般的出現，但截至目前為止，鋰鐵啟動電池尚未成為市場上的主流，不論是機車類別會是汽車類別。在開發此類產品時，每一位研究開發人員只要細心的了解比對鋰鐵電池與鉛酸電池的差異性，均會認為以鋰鐵高效率的放電C數及瞬間放電能力和低內阻的特性，均會擠下一般的鉛酸電池，成為汽機車類啟動電池的新寵兒，奈何發展至今卻尚未看到市場的佔有率的出現，更遑論是否有形成節能減碳的風潮。 “產品的規格是來自於需求，不論何時何地都有新產品規格誕生，因為來自於需求” 在設計啟動電池，我們會去注重瞬間的放電能力，在這裡每一位研究開發人員都會注意到這一個問題，一輛機車的瞬間啟動電流可能高達70A 以上，機車的c.c.數越大，其啟動電流越大，一輛2000c.c.的汽車瞬間啟動電流可以高達300A 以

上(每一車種其啟動電流不一，並端看車內電器使用多寡)，每一次啟動時間範圍不一，因此在啟動電池設計上，我們必須了解一些問題，來輔助設計。一般鉛酸電池分為極板、隔離板、電解液，其極板分為正極是二氧化鉛和負極為海綿狀鉛(絨狀鉛)等，隔離板可分為強化纖維、微孔橡膠、合成樹脂等，電解液一般為硫酸等；概分析組成結構，其正負極板放置在電解液中，其正負極輸出入端子直接連結到極板，如此一單元其電壓為2V，其容量大小取決於面積大小。其極板及極頭尺寸和極板連接極頭的尺寸均以10mm單位起跳，這些尺寸會影響到整體瞬間輸出電流承受能力，截面積越大，承受大功率輸出能力越大。鋰鐵電池分為正負極材料、隔離膜、電解液，其正極材料磷酸鐵鋰粉使用銅做為傳導介質，負極材料石墨或碳使用鋁做為傳導介質，隔離膜以不織布或和紙為材料，電解液如高氯酸鋰有機溶劑；概分析組成結構，正極材料經過篩選、研磨、過濾後，塗佈在銅片上，負極材料經過篩選、研磨、過濾後，塗佈在鋁片上，正負極片分別碾壓過後，在兩極片之間放置一層隔離膜，重覆這些步驟，如此多層的架構組合成一個單元(Cell)，端看其正負極片連接至極頭部份，需要極耳做為傳導介質，而這極耳的大小多寡取決了充放電電流大小及壽命，因此在啟動電池的設計上，會來挑選瞬間大放電C數來使用，這個數值越高對於啟動電池設計越有利，這部份數值與電池壽命有其相對關係，極耳越小，數量越少，在瞬間大放電C數上，雖也可承受，但使用次數一多，會造成極耳焦黑情形，甚至導致帽蓋裂開，因此在鋰鐵Cell的瞬間大放電C數壽命的要求是有其必要，如果可以，與Cell廠商討論其瞬間放電C數的次數壽命，這一個規格，往往在啟動電池設計上都會忽略。一、汽機車發電機電壓範圍車種皆不相同，一般汽車發電機電壓為12.5~14.5V左右(此輸出電壓並非一定，詳細規格可詢問廠商)，當汽機車啟動時，一開始有電池供電，帶動啟動馬達，再由啟動馬達帶動引擎的發動，同時，車上發電機也跟隨著啟動，供應車內所有電器及分電盤使用，此時，電池從原本的供應電源狀態轉換成充電狀態，發電機有一調節器，這調節器會跟隨電器使用多寡及加油速度改變，直到調節器調節到最大時，電力仍供應不足，這才會有從電池供電情形(這部份情形大多出現在改車)，在鉛酸電池與鋰鐵電池比較，前者內阻高，放電效率低，後者內阻低，放電效率高，因此一般汽機車啟動後，鋰鐵電池可以快速充電完畢，不浪費電力，因此可以減輕發電機的負載，造成省油的情形。

锂离子电池容量衰减机理和界面反应研究

Capacity Fade Mechanisms and Side Reactions in Lithium-Ion Batteries Pankaj Arorat and Ralph E. White Center For Electrochemical Engineering, Department of Chemical Engineering, University of South Carolina,Columbia, South Carolina 29208, USA ABSTRACT The capacity of a lithium-ion battery decreases during cycling. This capacity loss or fade occurs due to several different mechanisms which are due to or are associated with unwanted side reactions that occur in these batteries. These reactions occur during overcharge or overdischarge and cause electrolyte decomposition, passive film formation, active material dissolution, and other phenomena. These capacity loss mechanisms are not included in the present lithium-ion battery mathematical models available in the open literature. Consequently, these models cannot be used to predict cell performance during cycling and under abuse conditions. This article presents a review of the current literature on capacity fade mechanisms and attempts to describe the information needed and the directions that may be taken to include these mechanisms in advanced lithium-ion battery models。锂离子电池容量衰减机理和界面反应研究作者：Pankaj Arorat and Ralph E. White 美国，南卡罗来纳29208，哥伦比亚，南卡罗来纳州大学，化工学院化工系摘要锂电池在循环过程中，其容量会逐渐衰减。而出现容量衰减主要归因于几个不同的机理，这些机理大多与电池内部的界面反应相关，这些反应持续性的发生在电池的充放电环节，并且引起电解液的分解、钝化膜的形成、活性材料的溶解等其它现象。关于容量衰减的机理在目前公开的锂离子电池数学模型的文献中并未加以阐述，因此在锂电池循环过程中和处于苛刻的条件下，我们无法通过模型来对锂电池的性能作出有效的预测。本篇文章将陈述容量衰减的机理，并且试着去解释其本质，为构建先进的锂电池模型指明方向。 lntroduction The typical lithium-ion cell(Fig. 1) is made up of a coke or graphite negative electrode, an electrolyte which serves as an ionic path between electrodes and separates the two materials, and a metal oxide (such as LiCoO2, LiMn2O4, or LiNiO2) positive electrode. This secondary (rechargeable) lithium-ion cell has been commercialized only 概论传统的锂电池由碳或石墨负极材料、作为电极间的离子传输通道的电解液、金属氧化物（例如LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2）正极材料三部分组成，这种二次（可充电）电池已经商业化。依照这种原理制作的锂电池已

动力电池基础知识普及讲解

锂电池基础的方方面面介绍目录 1. 锂电池的构成 2. 锂电池的优缺点 3. 锂电池的分类 4. 常用术语解释 5. 锂电池命名规则 6. 锂电池工艺 7. 锂电池成组和串并联 8. 各种动力电池对比 9. 锂电池模型 10. 锂电池电气特性与关键参数 11. 锂电池保护和管理系统 12. 锂电池应用领域 13. 锂电池相关标准

（一）锂电池的构成锂电池主要由两大块构成，电芯和保护板PCM（动力电池一般称为电池管理系统BMS），电芯相当于锂电池的心脏，管理系统相当于锂电池的大脑。电芯主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜和外壳构成，而保护板主要由保护芯片（或管理芯片）、MOS管、电阻、电容和PCB板等构成。锂电池的产业链结构如下图：电芯的构成如下面两图所示:

锂电池的PACK的构成如下图所示:

●（二）锂电池优缺点锂电池的优点很多，电压平台高，能量密度大（重量轻、体积小），使用寿命长，环保。锂电池的缺点就是，价格相对高，温度范围相对窄，有一定的安全隐患（需加保护系统）。 ●（三）锂电池分类锂电池可以分成两个大类：一次性不可充电电池和二次充电电池（又称为蓄电池）。不可充电电池如锂二氧化锰电池、锂-亚硫酰胺电池。二次充电电池又可以分为下面根据不同的情况分类。 1．按外型分：方形锂电池（如普通手机电池）和圆柱形锂电池（如电动工具的18650）；2．按外包材料分：铝壳锂电池，钢壳锂电池，软包电池； 3．按正极材料分：钴酸锂（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4）、三元锂（LiNixCoyMnzO2）、磷酸铁锂（LiFePO4）； 4．按电解液状态分：锂离子电池（LIB）和聚合物电池（PLB）； 5．按用途分：普通电池和动力电池。 6．按性能特性分：高容量电池、高倍率电池、高温电池、低温电池等。

磷酸铁锂概况

磷酸铁锂概况 1.1 磷酸铁锂的基本概况磷酸铁锂英文名：LITHIUM IRON PHOSPHATE CARBON COATED；简称LFP；分子式：LiFePO4；分子量：157.76； CAS：15365-14-7；磷酸铁锂（分子式LiFePO4，简称LFP），是锂离子电池的一种正极材料，其特点是原料价格低廉丰富，工作电压适中、电容量大、高放电功率、可快速充电且循环寿命长、稳定性高，自90年代被发现后，成为了引发了锂电池革命的新材料，是当前电池发展领域的前沿。磷酸铁锂电极材料主要用于各种锂离子电池。采用磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料的电池被称为磷酸铁锂电池，由于磷酸铁锂电池的众多优点，被广泛使用于各个领域。目前全球已经有很多厂家开始了工业化生产磷酸铁锂，国外加拿大Phostech Lithium公司、美国Valence（威能）公司和A123（高博），国内天津斯特兰，北大先行等。世界各国正竞相实现产业化生产。目前，国内的磷酸铁锂产业投资热正在兴起，其势头超过了其他任何国家。 1.2 磷酸铁锂性能特点锂离子电池的性能主要取决于正负极材料，磷酸铁锂作为锂电池正极材料其安全性能与循环寿命是其它材料所无法相比的，这些也正是动力电池最重要的技术指标。1C充放循环寿命达2000次。单节电池过充电压30V不燃烧，穿刺不爆炸。磷酸铁锂正极材料做出大容量锂离子电池更易串联使用。以满足电动车频繁充放电的需要。具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜，

寿命长等优点，是新一代锂离子电池的理想正极材料。磷酸铁锂优势性能主要有： 1、比容量大，高效率输出，高能量密度。磷酸铁锂标准放电为2～5C、连续高电流放电可达10C，瞬间脉冲放电（10S）可达20C；理论比容量为170mAh/g，产品实际比容量可超过140 mAh/g（0.2C，25℃）； 2、结构稳定、安全性能好。磷酸铁锂是目前最安全的锂离子电池正极材料；不含任何对人体有害的重金属元素；即使电池内部或外部受到伤害，电池不燃烧、不爆炸、安全性最好。 3、循环寿命长。经500次循环，其放电容量仍大于95%；实验室制备的磷酸铁锂单体电池在进行IC的循环测试时，循环寿命高达2000次。在100%DOD 条件下，可以充放电2000次以上；(原因：磷酸铁锂晶格稳定性好，锂离子的嵌入和脱出对晶格的影响不大，故而具有良好的可逆性。存在的不足是电子离子传到率差，不适宜大电流的充放电，在应用方面受阻。解决方法：在电极表面包覆导电材料、掺杂进行电极改性。) 4、资源丰富、成本低廉。磷酸铁锂原材料来源广泛、价格便宜。 5、充电性能好。磷酸铁锂正极材料的锂电池，可以使用大倍率充电，最快可在1小时内将电池充满。可快速充电，自放电少，无记忆效应。可大电流2C 快速充放电，在专用充电器下，1.5C充电40分钟内即可使电池充满，起动电流可达2C。过放电到零伏也无损坏，零电压存放7天后电池无泄漏，性能良好，容量为100%；存放30天后，无泄漏、性能良好，容量为98%；存放30天后的电池再做3次充放电循环，容量又恢复到100%。 6、工作温度范围宽广（-20℃～＋75℃）。高温时性能良好：外部温度65℃时内部温度则高达95℃，电池放电结束时温度可达160℃，电池内部结构安全、完好。磷酸铁锂性能缺点主要有： 1、导电性能差。目前在实际生产过程中通过在前驱体添加有机碳源和高价金属离子联合掺杂的办法来改善材料的导电性（A123、烟台卓能正采用这种方法），研究表明，磷酸铁锂的电导率提高了7个数量级，使磷酸铁锂具备了和钴

锂电池随使用而最大容量下降的原因

锂电池随着使用次数增加而最大容量下降将分为内因和外因来说： 1.内因（1）在电极方面，反复充放电使电极活性表面积减少，电流密度提高，极化增大；活性材料的结构发生变化；活性颗粒的电接触变差，甚至脱落；电极材料(包括集流体)腐蚀；现阶段常用电池负极为石墨，正极是LiCoO2，LiFePO4以及LiMn2O4等，电池放点初期电解液会在电极表面形成一层SEI（固态电解质）膜，其成分主要是ROCO2Li（EC和PC环状碳酸酯还原产物）、ROCO2Li和ROLi（DEC和DMC等链状碳酸酯的还原产物）、Li2CO3（残余水和ROCO2Li反应产物），若用LiPF6时，残余的HF会与SEI中ROCO2Li，使SEI中主要是LiF和ROLi。 SEI是Li+导体，脱嵌锂时碳电极体积变化很小，但即使很小，其产生的内应力也会使负极破裂，暴露出来新的碳表面再与溶剂反应形成新的SEI膜，这样就造成了锂离子和电解液的损耗，同时，正极材料活性物质膨胀超过一定程度也会形成无法修复的永久性结构触损耗，这样正极和负极的不断损耗造成了容量的不断衰减；再者，增加的SEI膜会造成界面的电阻层架，使电化学反应极化电位升高，造成电池性能衰减在电极中，随着充放电反应的进行，黏结剂的性能也会逐步下降，，黏结强度降低，使电极材料脱落；铜箔和铝箔是常用的负极和正极集流体，两者都容易发生腐蚀，腐蚀产物聚集在集流体表面成膜，增加内阻，铜离子还能形成枝晶，穿透隔膜，使电池失效。（2）在电解质溶液方面，电解液或导电盐分解导致其电导率下降，分解物造成界面钝化；锂离子电池液体电解质一般由溶质（如LiPF6、LiBF4、LiClO4等锂盐）、溶剂和特种添加剂构成。电解质具有良好的离子导电性和电子绝缘性，在正负极之间起着输送离子传导电流的作用。锂离子电池在第一次充放电、过充和过放时以及长期循环之后，电解质会发生降解作用，并伴有气体产生，气体的组成较为复杂，还无法通过某种反应在电池内加以消除。随着电池充放电次数的增加。由于电极材料氧化腐蚀会消耗掉一部分电解液，导致电解液缺乏，极片不能完全清润到电解液，从而电化学反应的不完全，使得电池容量达不到设计要求。（3）隔膜阻塞或损坏，电池内部短路等隔膜的作用是将电池正负极分开防止两极直接短路。在锂离子电池循环过程中，隔膜逐渐干涸失效是电池早期性能衰退的一个重要原因。这主要是由于隔膜中电解液变干使溶液电阻增大，隔膜电化学稳定性和机械性能，以及对电解质浸润性在反复充电过程中变差造成的。由于隔膜的干涸，电池的欧姆内阻增大，导致放电不完全，电池反复受到大容量过充，电池容量无法回复到初始状态，大大降低了电池的放电容量和使用寿命。 2.外因（1）快速充放电快速充电时，电流密度过大，负极严重极化,，锂的沉积会更明显，使在铜箔与碳类活性物质边界处的铜箔脆化，极易产生裂缝。电芯自发卷绕受到固定空间的限制，铜箔无法自由伸展产生压力，在压力的作用下，原有的裂缝扩散生长，因扩展空间不够，铜箔发生断裂。（2）温度在明显高于室温的情况下，有机电解质的热稳定性成为首先要考虑的问题，这全要包括有机电解质自身热稳定性以及电极隋机电解质相互作用的热稳定性两个方面。一般认为，正极/有机电解质的反应对铿离子电池安全性的影响是主要因素。因为正极、电解质的反应动力学非常快，故控制着整个电池耐热

各种储能系统优缺点对比

史上最全储能系统优缺点梳理谈到储能，人们很容易想到电池，但现有的电池技术很难满足电网级储能的要求。实际上，储能的市场潜力非常巨大，根据市场调研公司Pike Research 的预测，从2011年到2021年的10年间，将有1220亿美元投入到全球储能项目中来。而在大规模储能系统中，最为广泛应用的抽水蓄能和压缩空气储能等传统的储能方式也在经历不断改进和创新。今天，无所不能(caixinenergy)为大家推荐一篇文章，该文章分析了目前全球的储能技术以及其对电网的影响和作用。现有的储能系统主要分为五类：机械储能、电气储能、电化学储能、热储能和化学储能。目前世界占比最高的是抽水蓄能，其总装机容量规模达到了127GW，占总储能容量的99%，其次是压缩空气储能，总装机容量为440MW，排名第三的是钠硫电池，总容量规模为316MW。全球现有的储能系统 1、机械储能机械储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等。 (1)抽水蓄能：将电网低谷时利用过剩电力作为液态能量媒体的水从地势低的水库抽到地势高的水库，电网峰荷时高地势水库中的水回流到下水库推动水轮机发电机发电，效率一般为75%左右，俗称进4出3，具有日调节能力，用于调峰和备用。不足之处：选址困难，及其依赖地势;投资周期较大，损耗较高，包括抽蓄损耗+线路损耗;现阶段也受中国电价政策的制约，去年中国80%以上的抽蓄都晒太阳，去年八月发改委出了个关于抽蓄电价的政策，以后可能会好些，但肯定不是储能的发展趋势。 (2)压缩空气储能(CAES)：压缩空气蓄能是利用电力系统负荷低谷时的剩余电量，由电动机带动空气压缩机，将空气压入作为储气室的密闭大容量地下洞

造成锂离子电池容量不同的原因分析

造成锂离子电池容量不同的原因锂离子电池是继镍镉、镍氢电池之后发展最快的二次电池。由于其具有比能量高、工作电压高、自放电率低、循环寿命长、环境污染小等独特优势，现已用作高速发展的小型电子产品的电源，也很有希望用作大型动力电池的电源。锂离子电池的应用很大程度上取决于其充放电循环的稳定性，与其他二次电池一样，锂离子电池在循环过程中容量衰减是难以避免的。由于锂离子电池在充放电过程中过充电或过放电、电解液分解、SEI 膜的形成、活性物质的溶解及其他因素会导致电池容量损失，因此分析锂离子电池容量衰减的原因，对我们进行研究开发及生产应用有着重要的作用，也有利于提高我们产品的品质。一、锂离子电池工作原理锂离子电池是指分别用两种能可逆嵌入与脱嵌锂离子的层间化合物作正负极活性物质而构成的二次电池，目前生产中普遍采用高嵌脱锂电位的LiCoO2 类材料为正极，低嵌脱锂电位的碳类材料为负极。锂离子电池在最初的充电循环中，在碳负极材料会出现化学/电化学反映过程，分别对应有机电解液的分解和锂离子的嵌入，伴随形成SEI 膜。目前常用的有机溶剂有碳酸丙烯酯（PC）、碳酸乙烯酯（EC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸二甲酯（D MC）和碳酸甲基乙基酯（EMC）等，电解质一般用锂盐有LiBF6、LiPF4、LiAsF6 和Li CIO4 等。隔膜用PP 微孔薄膜或PE 微孔薄膜。电极反应如下：正极：LiCoO2充电→← 放电Li1 －xCoO2＋xLi＋＋xe－20 负极：6C ＋xLi ＋＋xe －充电→← 放电LixC6 总的反应为：6C ＋LiCoO2充电→← 放电Li1－xCoO2＋LixC6 充电时，锂离子从LiCoO2 中立方紧密堆积氧层中八面体位置发生脱嵌，释放一个电子给Co3＋，其氧化为Co4＋；放电时，锂离子嵌入到八面体位置得到一个电子，Co4＋还原为Co3＋。负极中当锂离子插入到石墨层中后石墨结构与此同时从外电路得到一个电子使得负极电荷平衡。与其它二次电池一样，锂离子经充放电循环后存在容量损失问题，导致这些问题的原因有很多，有材料方面也有制造工艺方面的因素。二、容量损失原因分析 1.过充电所谓过充电就是超过规定的充电终止电压（一般为4.2V）而继续充电的过程。在过充的情况下会造成电池容量的衰减，主要有如下因素：①石墨负极的过充反应；②正极过充反应； ③电解液在过充时氧化反应。电池在过充时，锂离子容易还原沉积在负极表面：Li＋＋e→L i（s）沉积的锂包覆在负极表面，阻塞了锂的嵌入。导致放电效率降低和容量损失，原因有：①可循环锂量减少；②沉积的金属锂与溶剂或支持电解质反应形成Li2CO3，LiF 或其他产物； ③金属锂通常形成于负极与隔膜之间，可能阻塞隔膜的孔隙增大电池内阻。快速充电，电流密度过大，负极严重极化，锂的沉积会更加明显。正极过充导致容量损失主要是由于电化学惰性物质（如Co3O4，Mn2O3 等）的产生，破坏了电极间的容量平衡，其容量损失是不可逆的。 LiyCoO2→（1－y）/3[Co3O4＋O2（g）]＋yLiCoO2 y<0.4 同时正极材料在密封的锂离子电池中分解产生的氧气由于不存在再化合反应（如生成H2 O）与电解液分解产生的可燃性气体同时积累，后果将不堪设想。过充还会导致电解液的氧化反应，其氧化速率跟正极材料表面积大小、集电体材料以及所添加的导电剂（炭黑等）有很大关系，同时，炭黑的种类及表面积大小也是影响电解液氧化的一个重要因素，其表面积越大，溶剂更容易在表面氧化。当压高于4.5V 时电解液就会氧化生成不溶物（如Li2

18650锂电池与软包锂电池的区别

18650锂电池与软包锂电池的区别 18650锂电池与软包锂电池从外观看的话最直观的区别就是18650锂电池是圆柱形的钢壳电池，大小尺寸基本是一样的，而软包锂电池是可以是任意形状和尺寸的外形，外壳是铝塑膜包装的电池。18650锂电池与软包锂电池的区别从内在来看的话就是使用的材料如电解液、导电剂、电极配方比例等方面是不同的，同时在生产工艺方面也是不同的。一、18650锂电池与软包锂电池电解质的区别 18650锂电池与软包锂电池虽然外形和内部结构有所不同，但是这两种电池的原理基本一样。两种电池都有正极、负极以及电解液，正极材料一般为钴酸锂、镍钴锰酸锂（三元材料）、磷酸铁锂或锰酸锂等，负极材料一般为石墨，电解液则为六氟磷酸锂溶液。作为目前市场上两种主流的锂电池，18650锂电池和锂聚合物软包电池按外壳封装材质而区分。18650锂电池一般是钢外壳封装（18表示直径为18mm，65表示长度为65mm，0表示为圆柱形电池），内部电极片与隔膜的结构是卷绕式。锂聚合物软包电池外包装使用的是铝塑膜，内部电极片与隔膜是层叠式（一层一层堆叠起来）。 18650锂电池与软包锂电池主要的区别在于电池内部材料电解质的形态不同：锂聚合物软包电池内部的电解质采用的是聚合物，一般为凝胶或者固态，而18650锂电池内部的电解质一般是液态。二、18650锂电池与软包锂电池的优缺点和应用领域不同 18650锂电池和锂聚合物软包电池各有优缺点。目前，18650锂电池生产自动化程度高，电池的一致性、安全性均达到了较高水准，加上电池本身体积小、重量轻，使其在系统开发的模块化以及标准化程度上均具有独特优势。很多人认为，采用18650锂电池作为新能源电动汽车的动力之源，在现阶段是更优的选择。与18650锂电池相比，锂聚合物软包电池单体容量较高，而且具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点（可以制作出0.33mm、0.50mm等型号的超薄电池），其主要缺点在于一致性较差、机械强度差。基于锂聚合物软包电池的特点，锂聚合物软包电池正越来越多地被用在手机、笔记本电脑、移动电源等领域。但是，由于胶体（或固态）电解质的导电性不太好，内阻较大，锂聚合物软包电池现在很少应用在电动汽车上。但是，18650锂电池也有无法回避的缺点，那便是单体容量较低（普遍在 2~4Ah左右）。这让18650锂电池在应用时所需的电池数量非常多，保持电芯一致性、电池散热的电池管理系统也更为复杂。三、18650锂电池与软包锂电池大电流放电性能不同在锂电池倍率大电流放电性能方面，软包锂电池可以做到比18650锂电池更高的倍率，同时大电流放电稳定性能方面，软包锂电池的性能更加好的。在同等放电要求和容量方面，软包锂电池可以根据产品电池仓空间形态而定制相应的形状电池，实现更加轻便的形式。

浅析磷酸铁锂电池的优点及缺点

本文摘自再生资源回收-变宝网（https://www.360docs.net/doc/ee5712528.html,）浅析磷酸铁锂电池的优点及缺点磷酸铁锂电池的全名是磷酸铁锂锂离子电池，这名字太长，简称为磷酸铁锂电池。由于它的性能特别适于作动力方面的应用，则在名称中加入“动力”两字，即磷酸铁锂动力电池。也有人把它称为“锂铁（LiFe）动力电池。一、工作原理磷酸铁锂电池，是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。二、意义金属交易市场，钴（Co）最贵，并且存储量不多，镍（Ni）、锰（Mn）较便宜，而铁（Fe）存储量较多。正极材料的价格也与这些金属的价格行情一致。因此，采用LiFePO4正极材料做成的锂离子电池应是挺便宜的。它的另一个特点是对环境环保无污染。作为充电电池的要求是：容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流充放电、电化学稳定性能、使用中安全（不会因过充电、过放电及短路等操作不当而引起燃烧或爆炸）、工作温度范围宽、无毒或少毒、对环境无污染。采用LiFePO4作正极的磷酸铁锂电池在这些性能要求上都不错，特别在大放电率放电（5～10C 放电）、放电电压平稳上、安全上（不燃烧、不爆炸）、寿命上（循环次数）、对环境无污染上，它是最好的，是目前最好的大电流输出动力电池。三、结构与工作原理

LiFePO4作为电池的正极，由铝箔与电池正极连接，中间是聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开，但锂离子Li可以通过而电子e-不能通过，右边是由碳（石墨）组成的电池负极，由铜箔与电池的负极连接。电池的上下端之间是电池的电解质，电池由金属外壳密闭封装。 LiFePO4电池在充电时，正极中的锂离子Li通过聚合物隔膜向负极迁移；在放电过程中，负极中的锂离子Li通过隔膜向正极迁移。锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回迁移而命名的。四、主要性能 LiFePO4电池的标称电压是3.2V、终止充电电压是3.6V、终止放电压是2.0V。由于各个生产厂家采用的正、负极材料、电解质材料的质量及工艺不同，其性能上会有些差异。例如同一种型号（同一种封装的标准电池），其电池的容量有较大差别（10%～20%）。这里要说明的是，不同工厂生产的磷酸铁锂动力电池在各项性能参数上会有一些差别；另外，有一些电池性能未列入，如电池内阻、自放电率、充放电温度等。磷酸铁锂动力电池的容量有较大差别，可以分成三类：小型的零点几到几毫安时、中型的几十毫安时、大型的几百毫安时。不同类型电池的同类参数也有一些差异。五、过放电到零电压试验：采用STL18650（1100mAh）的磷酸铁锂动力电池做过放电到零电压试验。试验条件：用0.5C充电率将1100mAh的STL18650电池充满，然后用1.0C放电率放电到电池电压为0C。再将放到0V的电池分两组：一组存放7天，另一组存放30天；存放到期后再用0.5C充电率充满，然后用1.0C放电。最后比较两种零电压存放期不同的差别。

新能源汽车各种电池详细解释

随着国家对新能源汽车行业扶植力度的加大，越来越多的新能源汽车走进大众的视野。很多汽车品牌强势进军新能源汽车领域，使得新能源汽车技术不断成熟、供消费者选择的车型也越来越多，加上新能源汽车经济实用、绿色环保的特点，越来越多的家庭和企业将新能源汽车作为买车、换车的第一选择。新能源汽车江湖有句话：“新能源汽车，得电池者得天下”。动力电池技术成了关乎一台新能源汽车性能的关键，因此本期文章，知科君为大家普及一下新能源电动汽车最重要的核心部件---汽车动力电池首先我们了解下电池，总称为化学电池，现阶段我们将总类的化学电池可以分为；一次电池，也称干电池，即不能够再充电的电池，如生活中常用的5号碱性电池；二次电池，即可充电的电池，这也是汽车动力电池最基本的要求；燃料电池，指正负极本身不含活性物质，活性材料连续不断从外部加入，如氢燃料电池; 对于新能源汽车动力电池，我们主要关注化学电池中的二次电池和燃料电池，也就是有两条技术路线。一条是以锂电池为主要研究方向的二次电池，目前发展迅速可谓“炙手可热”；另一条是一直被寄予厚望的以氢燃料为主要研究方向的燃料电池，氢燃料电池，目前与二次电池比起来，有一个很大的优势，就是可以在很快时间（五分钟左右）给电池加满燃料，而不是等上几个小时来充满电。氢燃料电池充入的是氢气，而最终产生水分，也没有废旧电池回收的问题，可以说是真正的新能源汽车，但由于氢的来源问题还未实现大规模量产和工业化应用、以及最重要的安全、储存等方面因素，目前发展还是很大的瓶颈，不如二次电池发展的成熟。

在二次电池中，就目前锂电池无论在能量密度，循环寿命和环保性能上都具有很大的优势，是目前动力电池的首选，动力电池技术成了关乎一台新能源车型性能的关键，因此很多车企纷纷押宝在新能源电池领域。目前市面上主流的新能源电动汽车电池种类大致归为铅酸电池、镍氢电池、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂以及三元锂（镍钴锰酸锂）等几大门类。今天知科君就带大家从目前市场上动力电池的主流技术路线。去研究研究关于动力电池中的各种门道，看看这些电池都有什么优缺点！哪种才是适合咱们家用的电池类型。铅酸电池优点：成本低、低温性较好，价比高不足：能量密度低、比功率低、寿命特别短、体积大、安全性差作为比较成熟的技术，因其成本较低，而且能够高倍率放电，性价比高、依然是可供大批量生产的电动车用电池、如电动自行车、摩托车、低速电动车及老年代步车。但是铅酸电池的比能量、比功率和能量密度及使用寿命都很低，以此为动力源的电动车不可能拥有良好的车速及较高的续航里程、因此一般只能用于低速车的使用。铅酸图片镍氢电池优点：价格低廉、技术成熟、寿命耐用性长

铅酸蓄电池锂电池等电池容量衰减原因

铅酸蓄电池锂电池等电池容量衰减原因电池的能量存储可以分为三个虚拟区域，即可填充的空白区、提供能量的可用区以及由于使用和老化作用造成的闲置不可用区域，或者说是岩石区，如图1所示。电池能量存储虚拟区域示意图电池从制造完成时就开始衰减，一个新电池须提供100%的容量，但大多数使用中的电池组是达不到的。

随着电池的可用区域缩小，可填充的能量降低，充电时间逐渐缩短。在大多数情况下，由于周期循环和老化的原因，电池容量呈线性衰减。此外，深度放电给电池造成的压力大于不完全放电，因此最好不要把电池电量全部耗尽，而是经常性充电。对于镍基电池以及作为校准部件的智能电池则应周期性深度放电，这有助于消除镍基电池的“记忆效应”。镍基锂电池在容量衰减到80%之前可以完全充放电循环300～500周。充放电循环并不是容量衰减的唯一原因，高温下存储锂电池也会导致容量衰减。一个充满电的锂电池在40℃(104°F)保存一年而不使用的情况下会造成35%的容量损失。超快速充放对电池也是有害的，会使电池寿命减少一半，这对于单体锂电池是非常明显的。电池组比能量高，但由于单体电池的差异而显得特别微妙。设备的规格参数往往基于新电池，但这仅仅是初试阶段的短暂现象，而不能维持太长的时间。就像一个体育运动员，成绩会随着时间的推移而逐渐下降，并且如果任其发展，将会最终导致电池相关的故障。电池需要经常计算其容量衰减和最终寿命。容量衰减到80%就需要更换电池组，电池组的最终寿命极限应根据应用的不同、用户的喜好以及公司的保障而改变。由于机械故障比较罕见，容量衰减便成了最终替代计划的一个最佳指标，这一指标可以通过对现役电池每三个月进行一次容量核实来完成。此外，充电器充电运行状态表征的技术也在研发中。除了与老化相关的衰减，硫酸盐化和板栅腐蚀是铅酸蓄电池衰减的主要影响因素。硫酸盐化是指电池停留在较低倍率充电时，在阴极极板上形成的薄膜层。如果发现及时，可以通过均衡充电来消除这一状况。板栅腐蚀可以通过改善充电状态或采用优化的浮动充电方法来减弱。镍基电池，所谓的不可用岩石区通常是由于活性物质晶体的形成而引起，也被称为“记忆效应”。深度充放电循环的方法常常可以使电池容量恢复到全满。周期性的放电也可以控制结晶过程，避免对隔膜的危害。锂离子电池的老化是内部物质的氧化，是使用和老化过程中的一部分，并且是自然发生且不可逆转的。原标题:铅酸蓄电池锂电池等电池容量衰减原因