钜大LARGE | 点击量：988次 | 2019年03月13日
快充型动力电池的材料体系分类
目前广泛应用于大巴的新型快充动力电池主要由两个材料体系构成：磷酸铁锂电池与钛酸锂电池，但是该两个材料体系无论是材料本身的容量比，还是因为为了提升倍率特性而优化电芯结构设计的原因，快充型锂电池能量密度普遍较低，下面我们简单介绍一下两个材料体系的特点与现存的问题。
磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池因为其所具有的安全性，一直以来都受到大巴动力电池的青睐，磷酸铁锂快充技术主要是基于材料本身的安全特性，对传统材料体系及电芯结构设计优化而研制的。通过使用支持快充的石墨负极材料，对其进行表面综合优化处理，提高其在各方向接收锂离子的能力，加快锂离子的嵌入速率，降低充电时产生锂枝晶的可能，改性后的石墨同时可以兼顾快充与能量密度的优点。
对于正极材料本身，通过添加杂志改性与表面包覆技术处理，优化材料本身的导电性，加快离子流通速度也是提升充电速度的一个重要方向。
另外一个需要考虑的要素是电压与安全性的问题。学过电化学的人知道，电池电压越高，正极氧化性越强，与电解液的反应越剧烈。而在高温下，各种反应会加剧，电池非常怕高温下工作，发生危险的系数会很高。因此：高温+高电压最糟糕，在这一点上，磷酸铁锂本身电压就比较低(3.45V)，加上CATL为其配备的与快充电池配合的温控系统，针对磷酸铁锂的充放电程度(SOC)与温度来进行优化的充电制度调整，从而进一步保证了安全性。而在磷酸铁锂VS三元材料这一老话题中，安全一直是磷酸铁锂的一大根本优势，在大巴领域中该特性的意义更为重要。
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%
总结：磷酸铁锂快充动力电池能量密度不如三元体系电池高，因此在小型乘用车上难以保证续航里程，只能在大巴等空间容量较大，可以在运行范围内及时充电的条件下使用。
钛酸锂电池
我们都知道钛酸锂具有非常稳定的结构特性，所以锂电池提供了极好的循环寿命与安全特性以及快充能力，低温性能优秀也是钛酸锂电池的一大优势。
钛酸锂电池通常都以三元为正极材料，这样可以获得2.3V的对外输出电压，但是钛酸锂电池同样也存在能量密度低的问题，目前的水平应该在70-90Wh/g，较三元-石墨电池相关非常悬殊。
另外，钛酸锂的胀气问题很突出，通过电解液的调整，可以基本控制钛酸锂固有的胀气问题。如果要把钛酸锂用于制备能量密度更高的软包电池，其对胀气又很敏感，电池不能做大。也就是说，材料体系可能在一定程度上限制了其电池技术路线的发展。此外钛酸锂电池的成本明显高于其他材料体系电池。
总结：钛酸锂电池具有优秀的寿命、安全性、低温适应性优势，但是成本较高，能量密度较低，同样无法使用到小型乘用车辆上，目前仅在电动大巴上进行推广，另外基于钛酸锂的寿命特性，对于投资回收期较长的大型电站储能未来可能是最佳的使用场合。
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