电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
锂电池（Li-ionBattery）由锂离子电池（LithiumBattery）发展而来。锂离子电池在人们的生活中由来已久，比如纽扣电池就属于锂离子电池。锂离子电池的正极材料是二氧化锰或亚硫酰氯，负极是金属锂。电池包装完成后电池即有电压，不再充电。锂离子电池一般禁止充电，因为其充电放电过程中容易形成锂枝晶，造成电池内部短路。
1992年，日本索尼公司发明了以炭材料为负极，以含锂化合物作正极的电池，在充放电过程中，惟有锂离子，没有金属锂存在，也就是今朝的锂电池。此后，日本索尼能源开发公司和加拿大Moli能源公司分别研制成功了新型的锂离子蓄电池（以下简称锂离子电池）。目前锂离子电池已广泛用于各类手持式电子产品和电动车上。
对于锂离子电池来说，性能好坏表今朝两个指标上：一个是充放电倍率，代表了电池的充电速度；一个是能量密度，决定了一辆车能续航多少公里。然而，对这两项指标的盲目追求，很大程度上牺牲的是安全系数。
快速充电技术目前还没有出路
这些着火的事件，至少有60%是在充电或充电刚刚结束的时候出的事，说明充电出了大问题。国家863电动车重大专项动力电池探测中心主任王子冬表示。
锂离子电池在充电过程中，锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，正极负极不发生氧化反应。但是王子冬提出，今朝充电的办法和使用过程充电都是用的氧化还原反应，不是锂离子电池遵循自身规律应当有的充电办法。此前王子冬团队的试验结果显示，使用今朝的充电办法，大概能使电池寿命降低30%。因此在这样的情况下，王子冬认为不应该考虑用大电流充电。
锂离子电池的充放电倍率是指单位额定容量内的充放电电流，例如额定容量为100Ah的电池用20A充放电时，其充放电倍率就为0.2C。一般锂离子电池充电电流设定在0.2C至1C之间，电流越大，充电越快，但同时电池发热现象也越严重。目前纯电动车的充电容量都是慢充化的，基本在0.3C到0.5C之间。另一方面，用过大的电流充电会造成容量不够满，这是因为电池内部的电化学反应需要时间。和倒啤酒的一样，倒太快会萌生泡沫，反而倒不满。
北京大学新能源材料与技术试验室主任其鲁解析，今天的多元正极金属复合氧化物电池要实现8分钟充电，理论上大概要用10C的倍率才能做到，这个能量不可想象。
这些技术瓶颈实际上并不是新问题，其鲁是中国锂离子电池研究范畴的先锋人物之一，曾担任2008年奥运会清洁能源电动车用动力电池项目的首席科学家，早在北京奥运会时期，他们就针对各类问题做过各种试验。当时三元材料电池已经可以在5分钟内完成充电。在试验里，三元锂离子电池在快速充电的过程中，热量不能迅速释放，使得爆炸的可能性大大增加。考虑到安全问题，其鲁表示这种技术不能用到纯电动车上，只能用在电池混合动力车。
此外，动力电池的快充还面临着一个非常实际的问题城市的电力基本设施无法满足个需求。假设一辆公交车用的是150kWh的电池，需要5分钟来充电，一辆公交车就需要100kW供电能力，如果同时有几百辆上千辆公交车一起充电，会对电网造成很大的冲击。
今天的城市电网根本做不到这一点。其鲁表示。
目前，王子冬的团队正研究充电过程中依据电池特性调整充电办法，改了不同的充电办法后，一般标准充电法充500次的电池寿命，在新办法下可以做到充电1000次，有效减缓了电池的衰减。所以王子冬表示，即便有很多瓶颈，锂离子电池一定会有特别适合自己的充电办法。
其鲁认为，现阶段最适宜的是以车位为单位接线充电，两三个小时、五六个小时、甚至一个晚上，这是充电技术完全可以做到。通过先把安全可靠的充电方式发展起来，来推动电动车的稳步、安全、健康发展。
能量密度与安全性是一对矛盾
2018年2月，财政部、工信部等四部委联合发布《关于调整完善新能源汽车推广使用财政补贴政策的通知》，取消了对续驶里程150公里以下纯电动车的补贴，对续驶里程超过300公里的纯电动车补贴则增至3.4万元，超过400公里的车型补贴增至5万元。
美国加州大学戴维斯分校中国交通能源中心主任王云石分解，这意味着纯电动车在达到与汽油车类似的续驶里程后，续驶里程越长越好。新政策可能希望通过对动力电池系统能量密度的要求，来推进动力电池的发展。
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