铁电池、三元锂、NCM都是啥?电动汽车电池,纯干货一文全知道!

上一篇,我们讲了锂离子电池的身世
相信挺多朋友已经对它有所了解啦
不过呢,锂离子电池也是有很多种类的
比如说上一篇提起的“三元锂”和“磷酸铁锂”
都属于锂离子电池
那么他们之间有什么异同呢?
人们常说的“NCM”又是什么呢?
今儿咱们就继续来了解(上课)吧~
想补课的同学可以戳这里:三元锂、磷酸铁锂,电动汽车“小心肝”锂电池的身世了解一下?
上回说到
索尼大法为了实现锂电池的应用
发明了锂离子电池
那时候的锂离子电池是这样子滴
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负极是石墨,正极是钴酸锂
中间是可供离子穿过且不导电的隔膜
那么为什么要采用石墨和钴酸锂呢?
之前说过
为了防止锂的“蛮横生长”导致自爆
只是让高比容量的锂作为活动的离子
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“野蛮生长”的锂
锂离子就像一个小汽车一样
往返于正负极之间
那么既然是“小汽车”
就得有能停车的地方吧
所以人们就得给锂离子准备“停车楼”
也就是一层一层、拥有空隙的材料
就像下图这样
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没错
石墨和钴酸锂就是一种拥有层状结构的材料
锂离子可以方便地“停”在层层叠叠的缝隙中
所以人们就决定用它们做电池的电极啦
这就是我们最最常见的钴酸锂电池
钴酸锂电池其实挺好的
结构稳定、比容量、综合性能突出
虽然安全性差了点
(还记得曾经的三星Note7吗)
但是也发生不了什么大问题
于是电池厂们就疯狂生产
像笔记本电脑啊、手机、平板电脑用的多是它
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但是电动汽车一入局就了不得了
由于对电容量需求很大
一辆电动车所需要的锂电池
堪比成千上万部手机
成千上万的比例啊!
造一万辆电动汽车,可能需要上亿颗电池
一百万辆那就是近百亿颗电池!!
这就导致了一个大问题
原料涨价
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钴是一种比较稀有的有色金属
在钴酸锂电池中的占比很大
全球已探明储量只有几百万吨
而且有小半被刚果(金)把持
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电动汽车对锂离子电池的需求
直接带动了钴价的飞涨
(去年的价格是35万元一吨)
不仅如此
成千上万个钴酸锂电池堆在一起
它的安全问题也就被放大了
汽车跟手机不一样,炸了就是大事故
所以人们就开始寻求新的正极材料
磷酸铁锂电池、锰酸锂电池就这样诞生了
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磷酸铁锂电池和锰酸锂电池解决了钴酸锂电池的安全问题
同时因为不含钴,成本也大大的降低了
所以这两种电池就开始用于电动汽车充当动力电池
不过锰酸锂电池的寿命不太好
所以磷酸铁锂电池就脱颖而出了
前几年的电动汽车用的多是它
也就是我们常说的“铁电池”
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在很长的一段时间里
铁电池都是我国动力电池发展的主流方向
但是随着电动汽车的进步
人们逐渐发现铁电池有点不太够用了
它虽然成本低
但是造出来的电池能量密度也有点低
能量密度上不去,电动汽车想要提高续航
就只能单纯地增加数量
这样一来,不仅成本增加了
车也变得更重、效率也更低
没办法,人们只好再把钴酸锂电池给请回来
既然钴很贵,那就少用点钴用别的材料替代嘛
于是镍钴锰酸锂电池又诞生了
镍钴锰酸锂电池就是咱们所说的NCM电池
镍(Ni)钴(Co)锰(Mn)三种材料嘛,取首字母就是了
也是三元电池的一种
以相对廉价的镍和锰取代了钴酸锂中三分之二以上的钴
NCM电池优势很明显
成本低、能量密度高、足够安全
所以马上就成了电动汽车们的“新欢”
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而且呢,NCM电池中的三种正极材料的比例是可以调整的
就比如曾经国内主要生产的NCM电池
镍钴锰比例多为5:2:3,这就是NCM523电池
钴只占了五分之一,但是钴价长得太快,厂商还想进一步降低成本
于是就调整了镍钴锰的比例为8:1:1,NCM811电池就出现了
NCM811与NCM523相比,首先是材料成本低
毕竟巨贵的钴含量少了嘛
然后就是能量密度进一步提高
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于是,NCM811电池就成了现在动力电池发展的主流方向
像前几天宝马刚刚发布的新一代 X1 PHEV
纯电续航里程高达110公里
正是因为采用了宁德时代的NCM811电池
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看到这里
相信你已经对铁电池和三元锂电池有一定了解啦
以后我们还会推出更多实用有趣干货多的内容
还请大家继续关注电动知士哟~
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