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2021-09-11 点击量:1055次
磷酸铁锂能快充吗?
有人说磷酸铁锂不适合做快充,原因是其导电性不够好,快充时易发热。但这只是针对纯相磷酸铁锂材料而言,其在经过晶粒细化、表面碳包覆、晶胞元素掺杂之后拥有良好的离子和电子迁移速率,适用于快速充电。而磷磷酸铁锂高安全性、高热稳定性及长循环寿命的特点,让他不失为快充的优质选择。在专家看来,这个问题存在两面性。从材料上看,磷酸铁锂材料的本征电导率比较低,仅为三元材料的百分之一,要对磷酸铁锂材料进行导电性优化才能满足快充的需求。
专家表示,经过CATL的改造,磷酸铁锂离子电池已经不是原来那个磷酸铁锂,甚至比三元材料更好。在正极上,CATL开发了超导电子网技术,使得磷酸铁锂具有优异的电子导电性能,可达三元材料的1000倍。
他指出,目前的磷酸铁锂快充电池的循环性能比不快充的要好,从原理上讲,循环性能跟充电是不存在矛盾的。那为何传统电池一用快充循环就不好?那是因为传统电池并不是按快充设计的,快充的时候就会有副产物或者副反应,副反应多了以后,循环自然变差。一旦解决了快充的动力学问题,它的循环最起码不会变差。与此同时,快充电池不但动力学高了,而且由于能量密度比非快充的低一点,能量密度低了,电解液多了,循环变得更好就不足为怪了。实际上,他们目前开发的磷酸铁锂快充电池可以达到10000循环。
在负极石墨表面,宁德时代采用了快离子环技术修饰,修饰后的石墨兼顾超级快充和高能量密度的特性,快充时负极不再出现副产物,所以大大提高锂离子在石墨层的嵌入速度,使其具备4-5C快充能力,实现10-15分钟快充充电,并能保证系统级别70wh/kg以上的能量密度,实现10000次的循环寿命。
同样作为国内磷酸铁锂离子电池的代表公司,深圳市沃特玛电池有限公司是国内最早成功研发新能源汽车动力锂电池,并率先实现规模化生产和批量应用的国家高新技术公司。
磷酸铁锂离子电池快充技术
快充和慢充是相对的概念。业界普遍认为,电动汽车快充是指充电电流大于1.6C的充电方式,也就是从0%充电到80%时间小于30分钟的技术。假如我们把磷酸铁锂离子电池形象地比喻为一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子就像优秀的运动健将,在摇椅的两端来回奔跑。充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,以供到达负极的锂离子嵌入。嵌入的锂离子越多,充电容量越高。快充时,锂离子要加速瞬时嵌入到负极。这对负极的快速接收锂离子的能力挑战很大。普通化学体系的电池在快充时负极会出现副产物,影响电芯的循环和稳定性。
所以,磷酸铁锂离子电池快充的技术的核心就是在不影响电芯寿命和可靠性的前提下,通过化学体系和设计优化,加速锂离子在正负极移动的速度。锂离子在正/负极的扩散和移动,跟百米赛跑相同。我们希望跑道要足够的宽,不要相互拥挤。如何拓宽通道呢?
为此,在负极石墨表面,CATL采用了快离子环技术,相当于在石墨表面打造一圈高速跑道,极大地加快锂离子在石墨层的嵌入,修饰后的石墨兼顾超级快充和高能量密度的特性。
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