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你的電動(dòng)汽車用的什么電池?111型、523型、811型鋰電池是什么?
日期:2022-07-19   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_gujianing 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
你的電動(dòng)汽車都是用的什么電池?811鋰電池、523鋰電池、622鋰電池、111鋰電池,都是什么意思呢?

三元電池又可以細(xì)分成NCM路線和NCA路線,NCM是指正極材料由鎳鈷錳三種材料按一定比例組合而成,產(chǎn)品類型從NCM111(N:C:M=1:1:1)到532、622、811,隨著鎳含量的增加,電池能量密度也相應(yīng)提升。

而NCA的正極材料是由鎳鈷鋁構(gòu)成,三種材料通常的配比為8:1.5:0.5。

目前鋰離子電池產(chǎn)業(yè)重要集中在中日韓三國(guó),我國(guó)以NCM為主,日本以NCA為主,韓國(guó)則是NCM和NCA齊頭并進(jìn)。


(1)811是指正極材料中鎳鈷鋁或鎳鈷錳按8:1:1的比例進(jìn)行搭配的三元鋰電池。以這種比例搭配能夠有效提高電池能量密度,容納更多的電量。目前國(guó)內(nèi)新能源車企大多數(shù)所使用的三元鋰電池主要是鎳鈷錳(NCM)電池。

吉利的高端純電品牌車型幾何A、蔚來(lái)的ES6、小鵬G3等等新改款都是用的811電池,續(xù)航可以達(dá)到500公里左右。

(2)523型是指正極材料中鎳鈷鋁或鎳鈷錳按5:2:3的比例進(jìn)行搭配。

上汽的電動(dòng)車就是采用的523型電池。

(3)622是指正極材料中鎳鈷鋁或鎳鈷錳按5:2:3的比例進(jìn)行搭配。

(3)111型則是指正極材料中鎳鈷鋁或鎳鈷錳按1:1:1的比例進(jìn)行搭配。

(4)NCA則是鎳鈷鋁按8:1.5:0.5配比。


(一)中低鎳的 NCM111(即111型)和 NCM523(即523型)


NCM111 型低鎳材料是最早被提出的材料組成,研究最為深入,但成本高。111型電池中 Ni、Co、Mn 等過(guò)渡金屬元素具有相同組成比例,兼具高倍率、長(zhǎng)循環(huán)和高安全等性能優(yōu)勢(shì)。同時(shí),因?yàn)?Ni、Mn 含量相等,其通過(guò)電子遷移后以 Ni2+、Mn4+形式搭配存在,沒(méi)有多余的 Ni3+,所以 NCM111 是多元材料中最容易制備的。另外值得一提的是, Co 含量相對(duì)較高,對(duì)大電流充放電等倍率特性的發(fā)揮有利,但因?yàn)殁挼膬r(jià)格很高,市場(chǎng)價(jià)30多萬(wàn)一噸,所以也帶來(lái)材料成本偏高問(wèn)題。

111型電池早期在手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)工具等應(yīng)用市場(chǎng)被廣泛選用。

與 NCM111 相比,NCM523具有較高的比容量、較低的成本、相近的熱穩(wěn)定性,使其一舉成為市場(chǎng)用量最大的三元材料。廣泛應(yīng)用于筆記本電腦、充電寶、電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車、混合電動(dòng)車、純電動(dòng)汽車等眾多領(lǐng)域。


(二)高鎳的 NCM622、NCM811和NCA

NCM622型多元材料0.1C比容量約180mA·h/g,比NCM523高出近10mA·h/g。NCM622中的 LiNiO2所占比例已經(jīng)達(dá)到 40%,其制備難度比 NCM111、NCM523 大幅提高。該材料的比容量較高,加工性能較好,已產(chǎn)業(yè)化并用于高端筆記本電腦用圓柱電池和高能量密度的純電動(dòng)車用電池中。

NCM811型多元材料 0.1C比容量達(dá) 200mA·h/g以上,比 NCM523高出 30mA·h/g。鎳含量增加、鈷含量降低, 使得 NCM811有望擺脫鈷資源緊張帶來(lái)的原料成本困境。811三元鋰池的優(yōu)點(diǎn)是能量密度高,成本比NCM523低,但熱穩(wěn)定性不如NMM523電池。

與前幾種多元材料不同,市場(chǎng)上銷售的NCM811大多并非嚴(yán)格地按 Ni∶Co∶Mn = 8∶1∶1 這個(gè)組成來(lái)制備的。Ni含量有可能是78%、83%、85%或 88%等多種組成,以追求更高的比容量和相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),最終實(shí)現(xiàn)良好的加工性、高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命、高安全、高性價(jià)比等綜合指標(biāo)。


(三)NCA 層狀材料 0.1C 比容量達(dá)到 200mA·h/g以上,與 NCM811 接近。

與 NCM811類似, NCA 大多并非嚴(yán)格地按 Ni∶Co∶Al = 80∶15∶5 這個(gè)組成制備。鎳含量與 NCM811 相同時(shí),由于 Al 含量不能太高,只能補(bǔ)充更多的Co,導(dǎo)致材料成本升高,沒(méi)有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。因此,NCA 適合于面向更高鎳組成的高容量電池應(yīng)用,如鎳含量達(dá)到89%、92%或95%等水平,以實(shí)現(xiàn)高能量密度、高安全、長(zhǎng)壽命、高性價(jià)比等應(yīng)用開(kāi)發(fā)目標(biāo)。近幾年來(lái),不同鎳含量的 NCM/NCA 產(chǎn)品被陸續(xù)開(kāi)發(fā),以滿足電動(dòng)工具、混合電動(dòng)車、純電動(dòng)汽車等多領(lǐng)域的各種細(xì)分應(yīng)用市場(chǎng)需求。


“三元鋰電池”應(yīng)該是指以三元材料 (鎳鈷錳) 為正極的鋰離子電池。三元材料是一類材料,可以用通式LiNixCoyMnzO2來(lái)表示,通常簡(jiǎn)寫(xiě)為“NCM”。式中x、y、z表示各元素的占比,比如LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2中鎳、鈷、錳的比例為5:2:3,因此簡(jiǎn)稱“NCM523”,其他情況類同。

比鈷酸鋰、磷酸鐵鋰和錳酸鋰正極材料,三元材料具有更高的克容量,充電電壓。因此三元鋰電池正在逐步取代磷酸鐵鋰成為汽車動(dòng)力電池的主力軍。

811三元鋰池的優(yōu)點(diǎn)是能量密度高,但熱穩(wěn)定性不夠好。

523三元鋰電池成本高,單體能量密度也低于811三元鋰電池,但熱穩(wěn)定性明顯優(yōu)于811三元鋰電池。

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