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安全的、环保的、能效比高的电池才是好电池——磷酸铁锂电池

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安全的、环保的、能效比高的电池才是好电池——磷酸铁锂电池

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  • 发布时间:2021-03-09
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【概要描述】“特斯拉今年向宁德时代采购的就是磷酸铁锂电池。”这是今年《财经》上的报道。对于动力电池国际巨头宁德时代来说,供货名单里,本田、现代、丰田、戴姆勒、宝马、大众、路虎、雪铁龙等国际巨头赫然在列,独独缺了特斯拉,这算得上是一个心结。这次拿下特斯拉的订单,宁德时代就圆满实现大满贯配套,完成了对全球顶级电动车企全覆盖。而特斯拉的这次选择,更是对磷酸铁锂电池乃至中国新能源汽车市场都产生了重要影响

安全的、环保的、能效比高的电池才是好电池——磷酸铁锂电池

【概要描述】“特斯拉今年向宁德时代采购的就是磷酸铁锂电池。”这是今年《财经》上的报道。对于动力电池国际巨头宁德时代来说,供货名单里,本田、现代、丰田、戴姆勒、宝马、大众、路虎、雪铁龙等国际巨头赫然在列,独独缺了特斯拉,这算得上是一个心结。这次拿下特斯拉的订单,宁德时代就圆满实现大满贯配套,完成了对全球顶级电动车企全覆盖。而特斯拉的这次选择,更是对磷酸铁锂电池乃至中国新能源汽车市场都产生了重要影响

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“特斯拉今年向宁德时代采购的就是磷酸铁锂电池。”这是今年《财经》上的报道。

 

对于动力电池国际巨头宁德时代来说,供货名单里,本田、现代、丰田、戴姆勒、宝马、大众、路虎、雪铁龙等国际巨头赫然在列,独独缺了特斯拉,这算得上是一个心结。

 

这次拿下特斯拉的订单,宁德时代就圆满实现大满贯配套,完成了对全球顶级电动车企全覆盖。

 

而特斯拉的这次选择,更是对磷酸铁锂电池乃至中国新能源汽车市场都产生了重要影响。

 

在这个新能源汽车销量即将进入井喷的时代,安全和续航必然是厂家和用户第一考虑的要素,而车内储电池的安全和性能,则是关乎车辆安全和续航的重中之重,得到新能源汽车认可并使用的电池,必定是这个时代现有的电池中最安全,最具性能的。

 

那为什么特斯拉选择了磷酸铁锂电池?

 

 

 

 


磷酸铁锂电池的优点

 

01

安全性能的改善

通过蓄电池热失控测试,当磷酸铁锂电池温度达到最高温度501℃时,电池只是发生冒烟,当电池温度下降到400℃时停止测试,电池未发生起火、爆炸。

 

02

寿命的改善

磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。

国内的铅酸电池循环寿命普遍在100次左右,为了拥有更高的初始容量,电池制造商往往会添加过多的硫酸,这会导致循环寿命进一步变差,较好的如松下等公司的产品,循环寿命也是在100~400次,而磷酸铁锂动力电池,循环寿命达到5000次以上。

 

应急管理部沈阳消防研究所研究员、国家消防电子产品质量监督检验中心副主任、GB17945-2010GB51309-2018主要起草人丁宏军在2020年消防应急照明和疏散指示系统专项研讨会中也是推荐使用磷酸铁锂电池。

 

根据华北电力设计院、上海航天电源技术有限责任公司等单位经过32个月,充放电循环19次测试和数据分析,再通过仿真计算推算得出:磷酸铁锂电池长期浮充电电运行15年后,容量仍能保持率为86.3%”这就代表着,如果磷酸铁锂电池应用在消防应急电子产品上,该产品12-15年无需更换电池。

数据摘自《浮充式保护型磷酸铁锂电池直流电源系统》

 

中国安全产业协会消防技术创新专委会专家委员会副主任陈博士 ,在2020消防应急照明和疏散指示系统专项研讨会上的演讲视频截图

 

03

高温性能好

工作温度范围宽广(-15℃-55℃),有耐高温特性磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃

 

04

大容量

 

 

从上述放电结果得出,铅酸电池1小时率放电容量只有标称容量40%~60%0.5小时率放电容量,基本放不出来。磷酸铁锂电池在0.5小时率放电时能放出标称容量90%以上。

 

05

能量比较高

具有高储存能量密度,目前已达到200-300Wh/kg,是铅酸电池的约4倍,磷酸铁锂电池体积也小,为铅酸电池的33%,当使用相同的空间时,磷酸铁锂电池的能量储备比铅酸电池大,体积比例却比铅酸电池小很多。

 

06

重量轻

同等规格容量的磷酸铁锂电池的体积是铅酸电池体积的1/3,重量是铅酸电池的1/7。

 

08

 环保

铅酸电池的生产不仅要交环保税,而且在原材料的开采和生产过程中,均会对环境造成重金属污染。

磷酸铁锂电池被认为是不含任何重金属与稀有金属(镍氢电池需稀有金属),无毒(SGS认证通过),无污染,符合欧洲RoHS规定,为绝对的绿色环保电池。所以锂电池之所以被业界看好,主要是环保考量,因此该电池又列入了十五期间的“863”国家高科技发展计划,成为国家重点支持和鼓励发展的项目。

 

综上所述,使用磷酸铁锂电池是大势所趋,而铅酸电池虽然便宜,但终究因为含重金属污染和寿命差而被淘汰,国家也在积极推动锂电池的发展。对新能源锂电池的研发、生产均有政策支持和资金补贴。

 

但磷酸铁锂电池有一个重大的缺陷,就是产品一致性差。

 

单体锂电池目前寿命虽然超过5000次,但组成电池组后,电池组的寿命会大打折扣,有可能只有500次。

 

由于串联电池组的各个电池间的漏电流不同,而串联电池组的浮充电流又相同,不同的漏电流长期积累必然引起电池电压的不同,造成有的电池过充而有的电池欠充。过高的浮充电压会造成电池的失水,而过低的浮充电压会造成电池硫化,都会造成蓄电池容量过早衰减。

 

当串联使用时,其工作状态好比一群人用绳子绑在一起跑步,即使每个人都是短跑健将,如果大家的动作一致性不高,队伍就跑不快,整体速度甚至比跑得最慢的单个选手的速度还要慢。

 

如果不加以处理,长时间使用,锂电池的性能在多个充电和放电周期之后将逐渐偏离,直至电池组中的某一单体电池率先失效,继而形成多诺米效应,致使整个电池组整体失效,严重影响电池组的安全和使用寿命,进而威胁灯具的正常使用。

 

 

怎样提高电池的使用寿命和保障整组电池的性能呢?

说白了就是保证电池性能的一致性,做好电池的均衡管理。

只有在电池性能高度一致时,寿命发挥才能接近单体电池的水平。

那么,如何做好电池的均衡管理呢?

目前串联电池组电压均衡的方法通俗的分为被动均衡和主动均衡。

 

被动均衡

利用电阻消耗高电压电池能量的方式来实现电压均衡,优点是电路简单可靠、成本低,缺点是均衡电流较小,能量损耗大,且容易发热。

主动均衡

利用电子元件,将高电压的电池能量转移到其他低电压的电池,对低电压电池能量进行补充,实现电压均衡。优点是均衡电流可以较大,能量损耗较小,但电路复杂,成本高。

 

 

基于GB51309标准的实施,消防应急灯行业进入36V安全电压、集控时代,将会大量使用36V集中电源、配电箱。

 

国家标准GB51309-2018

针对一般灯具的第3.2.1-3条规定:灯具的蓄电池电源宜优先选择安全性高、不含重金属等对环境有害物质的蓄电池。

 

针对集中电源的第3.3.8-1.2条规定:蓄电池电源宜优先选择安全性高、不含重金属等对环境有害物质的蓄电池(组)。

 

针对应急照明控制器的第3.4.1-4条规定:控制器的蓄电池电源宜优先选择安全性高、不含重金属等对环境有害物质的蓄电池。

 

国家对未来的规划、国家政策的支持、国家标准内的多条规定、行业国家标准主要起草人的推荐、全球顶级电动车企的肯定......都代表着磷酸铁锂电池是未来的发展方向。

 

我们不要问行业能为我们做什么,我们要问自己为行业做了什么?

 

劳士国际一直积极响应国家号召,引领应急灯行业朝着更安全、更节能、更环保、更高效的方向发展。

 

2018年,劳士国际制造了锂电池应急照明集中电源,并在2019年成为首批取得锂电池应急照明集中电源的检验报告和应急管理部颁发的型式认可证书的公司;

 

2019年下半年,劳士国际全面使用磷酸铁锂电池,更是研发出适用于应急照明集中电源的主动均衡磷酸铁锂电池组,并在2020年成为首批取得磷酸铁锂电池应急照明集中电源检验报告的公司。

 

 

劳士拥有业内最齐全、最先进的电池检测设备,所有出厂的电池都经过严格筛选和检测(分容检测、内阻检测、高低温检测、过充过放检测等),确保每颗锂电池优质、安全、足量。

为保证电池组的寿命、运输和存放更安全,劳士主动均衡锂电池组平常无电输出,接入通信线收到应急电源指令后才会有电输出,所以只适用于劳士应急照明集中电源。

 

 

 

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