【MFC推荐】新能源汽车电池不同材料及部分电池模块的对比

2023-03-28 11:27:42 来源：

导读：

新能源车型的电池是一台车的核心。但是电池的材料有哪些呢？

一、正极材料的介绍

三元锂电池分布在我们生活的各个角落，应用的领域除了汽车之外还有手机电脑等。离开了锂电池，人类生活将会受到很大的影响。正极材料是目前锂离子电池里面主要的储存锂离子的地方，并且它的性能直接影响锂离子电池的性能。新能源车型的续航里程很大程度上与正极材料有关。

二、常见的正极材料对比

正极的材料主要分为三元，磷酸铁锂，钴酸锂和锰酸锂四大类。这四种正极的材料各有各的特点，并且能对新能源车型产生很大的影响。三元材料是几种多元金属材料的复合氧化物。并且能够充分发挥金属的优势，电池的容量比较高，所以广泛用于乘用车当中。

三元锂离子电池能量密度高、循环寿命长、不惧低温；高温下稳定不足。能量密度可达最高，但高温性相对较差，关于续航里程有要求的纯电动汽车，其是主流方向，且适合北方天气，低温时电池更加稳定。目前市面上的新能源车型多用三元锂电池。

磷酸铁锂由于原材料较低，并且循环性和安全性好，热稳定佳，寿命长。不足之处是容量较低，因此主要用于动力电池当中的客车和物流车。电池温度处于500-600℃时，其内部化学成分才开始分解，并且穿刺、短路、高温都不会燃烧或者爆炸，使用寿命也较长。但车辆续航里程一般，当温度低于-5℃时，充电效率低。

锰酸锂资源丰富，价格便宜，安全性和低温性能好的正极材料，但是其材料本身并不太稳定，容易分解产生气体，因此多用于和其它材料混合使用，以降低电芯成本，无奈循环性差，高温中衰减严重，所以少量用于动力电池中。

钴酸锂电池能量密度高，结构稳定，容量比高，综合性能突出，但价格高且不环保。目前主要用于3C电子产品中。

还有铅酸电池、镍氢电池

铅酸电池成本低、低温性好、性价比高；能量密度低、寿命短、体积大、安全性差。由于能量密度和使用寿命很低，作为动力的电动汽车无法拥有良好的车速和较高的续航里程，一般用于低速车。

镍氢电池成本低、技术成熟、寿命长、耐用；能量密度低、体积大、电压低、有电池记忆效应。虽然性能优于铅酸电池，但是含有重金属，遗弃后对环境造成污染。

电池模块对比

金杯新能源BMS 电池管理模块

作为一家传统的电缆企业，转型新能源汽车，金杯新能源除了掌握国内优秀的BMS核心技术，在电池Pack上同样拥有非常丰富的经验。金杯拥有多项BMS相关专利，三星SDI中国区是公司多年来重要的战略合作伙伴，公司BMS电池管理模块搭载三星SDI（电芯）确保了电动车性能和安全、长寿命电芯也确保了整车一致性。同时，金杯新能源亦根据客户需求，可采用国内电芯为其提供订制电池包。

三星SDI为BMS系统确保高性能、长寿命及电池一致性

金杯新能源不仅构建了 BMS+PACK 商业模式，同时在充电桩、新能源汽车租赁运营、电机电控、外延并购及冷链物流方面均有布局，是一家探索多元化公司。目前，公司已经和陕西通家、众泰、河北长安等车企形成紧密伙伴关系，前期供货获得客户认可。

金杯新能源BMS模块

金杯新能源 BMS 系统参数：

· 供电电源：DC12（9V-16V）

· SOC精度：≤2%

· 总电压检测精度：范围0~200V，误差≤±0.5%

· 温度检测精度：范围-40~75 ℃，误差≤ ±1 ℃

· 霍尔电流检测精度：范围-200~200A，误差≤ ±1%

金杯新能源不仅提供高性能电池管理BMS模块，还提供多种串/并联PACK电池包系列产品。包括了电压范围在60V-82V，20串联+122并联电池组Y100，电压在75V-123V，30串联+80并联电池组升级版Y100S，以及电压90V-123V，30串联+159并联电池组111V平台。

动力电池包Y100

动力电池包 111V 平台

比亚迪（BYD）自主电控IC+锂电PACK系列产品

比亚迪是全球最大的镍（碱性）二次充电电池厂家，在产品研发及技术储备均有非常不错的实力。比亚迪推出的产品具有高性能、安全可靠性、低功耗快速充电、高倍率放电、温度范围广使用寿命长等一系列优点。

比亚迪镍电池可以达到500次以上的充放电周期，大电流放电下拥有低内阻、高电压输出放电特性、存储期限长，并可根据需要快速充电，最快充电时间为15分钟，可适应大范围温度，在-20℃～70℃条件下亦可使用。

公司镍电池从容量上区分，从100mAh 至 15000mAh不等。通常使用的有标准型、消费型、高温型和大电流放电型等四大类，可应用于任何无线设备。

比亚迪镍电池四大类型及相关用途

比亚迪电池内部结构图

比亚迪创立18650锂电PACK项目，与业界优秀的电芯厂商合作，结合自身电子元器件、IC、SMT、Pack设计及加工优势，可为终端客户量身制作更为优质可靠的产品。

电控设计方面，比亚迪提供了BYD自主研发的BM3451/3452 系列IC，两者具有高精度、高集成度等特点。通过监测各节电池的电压、充放电电流以及环温度等信息实现电池过充、过放、过电流、温度保护等保护功能，可以通过外置电容来调节过充、过放、过流保护延时。另外，BM3451/3452 系列可采用多种封装形式，为客户提供定制化芯片尺寸。

比亚迪BM3451/3452 系列电控IC

BM3451/3452 电控IC产品系列

比亚迪提供多种形态的锂电池及新能源产品，主要包括了LP系列方形电池、SL系列聚合物电池、LC1865/LC1865H系列圆柱形电池、以及针对电动车的动力模块化电池组VM24/36/48系列产品。

比亚迪电动车电池产品

万向A123（磷酸铁）动力锂电池及动力源模块

隶属万向集团旗下的A123公司是美国一家致力于专业开发、生产锂离子电池和能量存储系统的公司，其锂离子电池以寿命长、高能量密度、高功率、安全性卓越能领先于锂离子电池市场。A123锂电池产品以磷酸铁锂作为电池正极材料，通过制造成均匀纳米级（0.0002微米）超小颗粒（现在一般的锂电池正极材料颗粒，相比磷酸铁锂颗粒要大约100倍），从而大幅提高电池的放电功率，A123磷酸铁锂电池能相比常规的锂电池以10倍的速度来释放电脉冲，而电池整体稳定性和循环寿命均不受影响。

A123公司主要提供磷酸铁锂正极材料，同时主攻动力锂电池市场，并把车用锂电池作为重点发展方向。A123锂离子产品同时解决了影响动力锂电池在高功率、安全性及长寿命三个方面的问题。

在高功率上，A123公司经过测试表示，在面向插入式混合动力所开发电池组中，当放电深度达到100%条件下经过3000个循环周期，电池组仍然能维持90%的容量。磷酸铁锂电池除了能够提供高放电之外，A123的电池还可以提供阵发的能量。A123曾与世界最快电动摩托车厂KillaCycle合作，以采用990颗A123电池芯的电池模组（相当于350匹马力）创下时速257公里，0-97公里加速只需1.5秒的世界纪录。

A123锂电池在每天充放电的基础上，可实现连续使用超过15年，甚至比一般的汽车寿命还要长。据了解，A123锂离子电池正极材料中通过利用在粒径很小的磷酸铁中适量添加碳素的方法，从而提高了电池的充放电周期寿命特性。

在安全性方面，A123为通用汽车Volt电动汽车所设计的一组电池（容量为16kwh）在挤压破坏试验后仍能正常工作，其它动力锂电池如果受到这种高速撞击会过热而着火。

同时，采用A123锂电池的混合动力车，也能进一步降低大部分车主的汽油需求，气体燃料的需求量可以降低70%，同时碳排放量可以减少50%，在减少燃耗的同时对环境的影响降低到最小。

目前，A123公司主要提供AMP20/AHP14方形电池、APR18650/ANR26650圆柱型电池（电芯）及AMP20 动力源模块，12V起动器电池/48V电池组等等。

A123 磷酸铁锂电池特性：

A123 磷酸铁锂方形电池AMP20

功率：高能产品能力密度达140W·h/kg，输出密度达3000W/kg，能承受高功率脉冲放电率高达100C（100倍标称容量电流放电）；
高电量产品能力密度达140W·h/kg，输出密度达3000W/kg；
中等电量产品具有更高的性能和效率优势；
安全性：经过多个国家实验室和多个汽车客户的验证，具有优越的滥用容忍度。
循环寿命：A123的Nanophosphate技术提供了卓越的性能和循环寿命。在低利率循环式，能提供数以千计的周期，即使在10C放电率循环下，也提供超过1，000个完整的周期。