电车中常用的电池主要有以下几种:
锂离子电池
- 三元锂电池
- 原理:以镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂等为正极材料,石墨为负极材料,通过锂离子在正负极之间的嵌入和脱嵌来实现充放电。
- 优点:能量密度较高,一般能达到240wh/kg左右,体积小、重量轻,能为车辆提供较长的续航里程;低温性能较好,在-20℃的条件下,依然能够保持大约70%-80%的电池容量。
- 缺点:热稳定性较差,热失控温度在200-300℃左右,自燃风险相对较高;成本较高。
- 应用场景:常用于对续航里程和性能要求较高的中高端电动汽车,如特斯拉Model3、小鹏P7等部分车型。
- 磷酸铁锂电池
- 原理:以磷酸铁锂为正极材料,碳为负极材料,依靠锂离子的移动来工作。
- 优点:热稳定性好,安全性高;循环寿命长,一般可达3500次左右;生产成本相对较低。
- 缺点:能量密度相对较低,低温性能不如三元锂电池,0℃时容量保持率在60%-70%左右,-20℃时只有20%-40%。
- 应用场景:广泛应用于对安全性要求较高、价格敏感度较高的电动汽车,如比亚迪汉EV部分车型、五菱宏光MINIEV等。
- 钛酸锂电池
- 原理:以钛酸锂为负极材料,以锰酸锂、三元材料等为正极材料,充放电过程中,锂离子在正负极之间嵌入和脱出。
- 优点:具有出色的安全性和耐用性,循环充放电2.5万次后,容量还能保持在80%左右;充电速度快;耐低温性能较好。
- 缺点:能量密度较低,体积和重量相对较大;成本较高。
- 应用场景:适用于对安全性、循环寿命和充电速度要求高,对能量密度要求相对较低的特定场景,如一些城市公交电车等。
镍氢电池
- 原理:以镍的化合物作正极,以贮氢合金作负极,氢氧化钾溶液作电解液,通过氢离子和电子的移动来实现充放电。
- 优点:技术成熟,有良好的大电流充放电性能,耐过充、过放性能好;无污染,是一种绿色电池。
- 缺点:能量密度较低,充电效率一般,无法使用高压快充,自放电率较高。
- 应用场景:曾广泛应用于早期的混合动力汽车,如丰田普锐斯等。
铅酸电池
- 原理:电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液,充电时,电能转化为化学能,放电时,化学能转化为电能。
- 优点:技术成熟,价格便宜,维护方便。
- 缺点:比能量小,体积和重量大,循环寿命短,对环境有污染。
- 应用场景:一些低速电动车、电动三轮车、电动自行车等仍在使用。
固态电池
- 原理:采用固态电解质代替传统锂离子电池中的液态电解质,使锂离子在固态电解质中传导实现充放电。
- 优点:能量密度更高,理论上可使续航里程大幅提升;安全性更好,不易出现漏液、起火等问题;充电时间更短。
- 缺点:技术尚不成熟,生产成本较高,大规模商业化应用还面临一些挑战。
- 应用场景:部分高端概念车以及处于研发测试阶段的一些车型开始尝试应用。