钜大LARGE | 点击量：889次 | 2021年07月08日
好的锂电池是什么样的？
电池包设计，第一步就是选择使用什么样的锂电池。那么，什么样的电池才算好电池呢？
1寿命长
二次电池寿命，包括循环寿命和日历寿命两个指标。循环寿命是指电池经历了厂家承诺的循环次数后，剩余容量仍然大于等于80%。日历寿命是指无论使用与否，在厂家承诺的时间段内，其剩余容量不得小于80%。
寿命，是动力电池的关键性指标之一，一方面，更换电池这个大动作确实麻烦且用户体验不好；另一方面，根本上，寿命是成本问题。
有这样一个概念“全生命周期度电成本”，动力电池总电量乘以循环次数得到电池全生命周期可以利用的电量总和，用电池包总体价格除以这个总和，得到全生命周期内每度电的价格。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
我们平时所说的电池价格，比如1500元/kWh，都只是按照新电芯的总能量去计价，其实，全生命周期度电成本，才是终端客户的直接利益所在。最直观的结果就是，同样的价格买到同样电量的两个电池包，一个充放50次就到了寿命终点，另一个充放了100次还能再用。这两个电池包，那个便宜哪个贵就一目了然了。
2成本低
电池本身每度电的价格低，是最直观的成本。加上前面所说，对用户来说，成本是否真的低，还要看“全生命周期度电成本”。
除了上面的两种成本，电池的维护成本也需要考虑。针对电芯本身的维护，主要指手动均衡。BMS自带的均衡功能受限于自身设计均衡电流的大小，可能无法实现电芯之间的理想均衡，随着时间的积累，电池组中就会出现压差过大问题。遇到此类情形，只得进行手动均衡，对电压过低的电芯单独充电。这种情形出现的频率越低，则维护成本越低。
3能量密度高/功率密度高
能量密度，指单位重量或者单位体积内包含的能量；功率密度是指单位重量或者体积对应的最大放电功率的数值。在道路车辆有限的空间内，只有通过提高密度才能有效提高总体能量和总体功率。加之，当前的国家补贴，把能量密度和功率密度作为衡量补贴档次的门槛，更加强化了密度的重要性。
但能量密度与安全性之间，存在着一定的矛盾关系，随着能量密度的提高，安全性总会面临更新更艰巨的挑战。
4库伦效率高
锂电池放电过程中放出的能量与此次放电之前电池从0开始充入电池的能量之比，叫做库伦效率。效率的高低，主要与电池内阻大小有关。相对于其他类型的可充电电池，锂电池的充放电效率比较高，一般都在98%以上，因此，这个参数往往不被过多提及。
5电压高
由于负极材料基本都采用石墨电极，锂电池的电压主要的由正极材料的材料特性决定，磷酸铁锂电压上限3.6V，三元锂和锰酸锂电池最高电压4.2V左右。研发高电压电芯，是锂电池提高能量密度的一条技术路线。提高电芯输出电压，需要电势高的正极材料，电势低的负极材料和稳定电压高的电解液。
6高温性能好
锂电池高温性能良好，指电芯处在较高的温度环境中，电池正负极材料，隔膜和电解液还能够保持良好的稳定性，在高温下能够正常工作，寿命不会加速衰减，高温不容易引起热失控事故。
锂电池的安全风险，很大程度上来自于高温。一般锂电池的最高工作温度在50℃左右，特别的可以达到60℃。负极表面的SEI膜在90℃左右就可以开始溶解，使得电芯进入自生热阶段。自生热带来额外的温升，如果不及时制止，就会有热失控的危险出现。
7低温性能好
锂电池低温性能好，指低温下，电池内部的锂离子和电极材料还都保持较高活性，剩余容量高，放电能力衰减少，允许充电倍率大。
随着温度的下降，锂电池剩余容量衰减成加速形势。温度越低，容量衰减越快。低温下强行充电的危害极大，非常容易引起热失控事故。低温下锂离子和电极活性物质活力下降，锂离子嵌入负极材料内部的速率严重下降。外加电源以超过电池允许的功率充电时，大量锂离子堆积在负极周围，来不及嵌入电极的锂离子得电子后直接沉积在电极表面，形成锂单质结晶。枝晶生长，直接穿透隔膜，刺向正极。引发正负极短路，进而导致热失控的发生。锂单质性质活泼，在180℃左右就可以剧烈反应，无疑是热失控的助推剂。
8一致性好
一致性，指应用于同一个电池包的电芯，容量、开路电压、内阻、自放电等参数极差小，性能近似。自身具有优异性能的电芯单体，如果一致性不好，成组后，往往其优异性都被抹平。有研究表明，成组后电池组容量由最小容量电芯决定，电池包寿命小于寿命最短电芯寿命。
9安全性好
锂电池的安全性，既包括内部材质的稳定性，又包括电芯安全辅助措施的有效性。内部材质安全性指正负极材料、隔膜和电解液，热稳定性好，电解液与电极材料相容性好，电解液自身阻燃性好。安全辅助措施，指电芯的安全阀设计，熔断器设计，温度敏感电阻设计，灵敏度适当，单个电芯故障后，可以防止故障蔓延起到隔离作用。
10设计友好，方便组装
锂电池能量密度高，为了防止单点能量过高，电池单体普遍能量较小。应用于电动汽车的电池，需要把大量电芯组织起来，连接成一个整体使用。单体电芯经过焊接、压接等各种手段，形成模组，模组再经过高压导线连接，形成电池包。这个过程中，单体电芯是否易于焊接，是否为压接设计了连接接口，是否方便热管理系统对每个电池单体发挥作用，都会影响成组设计的简洁性和成组效率的高低。有的电芯单体密度高，但形状不友好，加工成电池包以后，能量密度只有单体的一半。电芯单体的连接特性不好，就会白白浪费了电芯的能量密度。
用一组尺子去衡量电芯的优劣，利用清单检查关键项目，是工程设计中一个简单有效的好方式。
上一篇：锂电池与铅酸电池对比介绍
