发布时间:2021-11-22
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梯次利用原本是指某一个已经使用过的产品已经达到原生设计寿命,再通过其他方法使其功能全部或部分恢复的继续使用过程,且该过程属于基本同级或降级应用的方式。“梯次利用”与“梯度利用、阶梯利用、降级使用”在概念上是基本一致的,但不能视为翻新使用。
锂离子电池梯次利用就是大功率使用过的锂电池,分检后小功率使用,直到报废为止。动力锂电池容量衰减至80%时,不适宜继续在车辆上服役,即将退役的锂离子电池用在储能等其他领域作为电能的载体使用,从而充分发挥剩余价值。
不同正极材质的锂电池梯次利用性能的好坏
正极材料的安全性,能量密度和功率密度是当前不同车型对锂电池类型做出取舍的基本依据,动力电池自身的特性并不能完全的决定梯次利用性能的好坏。
1、锰酸锂电池
锰酸锂作为使用历史比较长的一种锂电池材料,其安全性高,尤其抗过充能力强,是一大突出优点。由于锰酸锂自身结构稳定性好,在电芯设计时,正极材料的用量不必超越负极太多。这样,使得整个体系中的活性锂离子的数量不多,在负极充满以后,不会有太多的锂离子存于正极。即使出现了过充情形,也不会出现大量锂离子在负极沉积形成结晶的状况。因而,锰酸锂的耐过充能力在常用材料中是最好的。另外,材料价格低廉,并且对生产工艺要求相对不高,是比较早取得广泛应用的正极材料。
2、磷酸铁锂电池
磷酸铁锂的优点主要体现在安全性和循环寿命上。主要的决定因素来自于磷酸铁锂的橄榄石结构。这样的结构一方面导致磷酸铁锂较低的离子扩散能力,另一方面也使它具备了较好的高温稳定性和良好的循环性能。磷酸铁锂的缺点也比较明显,能量密度低、一致性差以及低温性能不佳。能量密度低是材料自身的化学性质决定的,一个磷酸铁锂大分子只能对应容纳一个锂离子。
3、三元锂电池
三元锂正极材料综合了LiCoO2、LiNiO2和LiMnO2三中材料的优点,在同一只电芯内部形成协同效应,兼顾了材料结构的稳定性、活性和较低成本三个要求,是三种主要正极材料中能量密度最高的一种。其低温效果也明显的好于磷酸铁锂电池。
三种元素中,Ni的含量越高,则电芯的能量密度越高,同时电芯的安全性越低。在实际应用中,三种材料在电芯中的比例关系随着时间的推移一直在发生变动。人们对能量密度的追求越来越高,因而Ni 的占比也越来越高。而电池本身安全性能的改进和系统监控处理事故能力的提高,也会推进三元锂电池市场扩张的脚步。
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