目前,鋰離子電池在動力和儲能領(lǐng)域快速發(fā)展。
鋰離子電池又稱搖椅式電池,是指以鋰為能量載體的二次電池(充電電池),充電時鋰離子從正極脫出,經(jīng)過電解液和隔膜,嵌入負(fù)極,放電發(fā)生相反過程。
1、鋰離子電池根據(jù)正極材料的不同,分類為磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。
磷酸鐵鋰材料生產(chǎn)資源豐富,其循環(huán)壽命、熱穩(wěn)定性、成本均優(yōu)于三元材料,適合用于中低端乘用車、商用車、儲能等領(lǐng)域。三元鋰電池理論比容量(能量密度)比磷酸鐵鋰高60%,充電倍率更高,低溫性能好,適合于中乘用車等領(lǐng)域,但三元鋰電池安全性能低,風(fēng)險系數(shù)大。
2、鋰離子電池按照封裝工藝,不同分為方形電池、軟包電池和圓柱電池。
方形電池優(yōu)點是封裝可靠度較高、結(jié)構(gòu)簡單、單體能量密度較高、系統(tǒng)成組效率較高、穩(wěn)定性相對較好,缺點是型號多,工藝難統(tǒng)一,單體差異性較大,使系統(tǒng)壽命低于單體壽命。
軟包電池采用鋁塑膜包裝,優(yōu)點是能量密度較高,電池內(nèi)組小、循環(huán)壽命長,缺點是鋁塑膜依賴進(jìn)口、生產(chǎn)效率低、成品率不高。
圓柱電池硬殼封裝可靠度較高,優(yōu)點是電池一致性較高,工藝成熟,成本較低,電池產(chǎn)品良率、散熱性能較好,但缺點是成組后散熱設(shè)計難度大,系統(tǒng)能量密度較低。
近三年內(nèi),隨著政策補貼力度下降,磷酸鐵鋰在安全方面、成本等的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn),市場裝機率快速上升,市場占比率逐年提升,2021年實現(xiàn)對三元電池裝機量的反超,2022年上半動力電池份額增至55%。磷酸鐵鋰動力電池重回主導(dǎo)地位。
中國動力電池裝機量保持高速增長勢態(tài),到2025年年均復(fù)合增長率達(dá)到49%。受中國新能源汽車快速增長拉動,中國動力電池裝機量2022年上半年達(dá)到110.1GWh,同比增長109.8%,預(yù)計2022年裝機量超過280GWh,2025年將超過750GWh。
1、 高安全方面:
現(xiàn)階段主要通過使用本體安全、過程安全、消防安全三種方式提升電芯安全性能。本體安全主要依靠難燃和不燃電解液、高熔點隔膜和正極材料改性和包覆來提高電池的本體安全。
2、 長壽命方面:
磷酸鐵鋰電池使用壽命普遍高于三元電池。磷酸鐵鋰刀片電池使用壽命超過5000次,其次是三元軟包電池,使用壽命超過3000次,再次是方形電池,使用壽命超過2000次,圓柱電池使用壽命稍低,約1000次左右。
3、 快充性能方面:
三元電池倍率均在由目前的2C左右向5C倍率發(fā)展,充電時間縮短60%,多家企業(yè)在提升三元電池補能速度,通過提升充電電壓和電池大電流耐受度,提升電池快充性能。