动力电池原理说明及应用概述

动力电池分类及特性

材料

铅酸电池

双硫酸化理论

铅酸蓄电池在放电后,正､负电极的有效物质和硫酸发生反应,均转变为硫酸化合物(硫酸铅),充电时又会转化为原来的铅和二氧化铅
正极反应化学方程式：
2PbO2+2H2SO4 →2PbSO4+O2↑+2H2O
负极反应化学方程式：
Pb+H2SO4 →PbSO4+H2↑
总反应化学方程式：
2PbO2+3H2SO4+Pb →3PbSO4+2H2O+O2↑+H2↑

三元锂电池

三元聚合物锂电池是指正极材料使用锂镍钴锰或者镍钴铝酸锂的三元正极材料的锂电池。锂离子电池的正极材料有很多种，主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。

钴酸锂化学反应

正极反应化学方程式：
　　 CoO2+Li++e→LiCoO2

负极反应化学方程式：
　　 LiC6→Li++e+6C

总反应化学方程式：
　　 CoO2+LiC6→LiCoO2+6C

锰酸锂化学反应

正极反应化学方程式：
　　 MO2+Li++e→LiMO2

负极反应化学方程式：
　　 LiC6→Li++e+6C

总反应化学方程式：
　　 MO2+LiC6→LiMO2+6C

镍酸锂化学反应

正极反应化学方程式：
　　 NiO2+Li++e→LiNiO2

负极反应化学方程式：
　　 LiC6→Li++e+6C

总反应化学方程式：
　　 NiO2+LiC6→LiNiO2+6C

磷酸铁锂电池

正极反应化学方程式：
LiFePO4 ⇔ Li1-xFePO4 + xLi+ + xe-
负极反应化学方程式：
xLi+ +xe- +6C⇔LixC6
总反应化学方程式：
LiFePO4+6xC⇔Li1-xFePO4+LixC6

产品应用

能量型（纯电新能源汽车）

能量型动力电池通常具有比较大的容量，能够为用电设备提供比较持久的能源供给，常常用于纯电动汽车、中度或重度混合动力电动汽车， 此种电池总能量在整车的能源配置中占据较大的比例，常常超过10 kW。这样不仅可以部分吸收车辆制动回馈的能量，而且可以提高车辆纯电动模式运行时的续驶里程，降低污染物的总排放。

功率型（插电混动新能源汽车）

功率型动力电池的容量通常比较小，可以为用电设备提供瞬间大电流供电，主要用于电动工具、轻度混合动力电动汽车。
在电动汽车的应用中主要用于吸收制动回馈的能量，同时为车辆起动、加速过程提供瞬间的额外补充能量。

结构外观

软包锂电池

软包锂电池只是液态锂离子电池套上一层聚合物外壳。在结构上采用铝塑膜包装，在发生安全隐患的情况下软包电池最多只会鼓气裂开。

特点

安全性能好，软包电池不像钢壳铝壳电芯那样会发生爆炸。
重量轻，软包电池重量较同等容量的钢壳锂电轻40%，较铝壳电池轻20%。
容量大，软包电池较同等规格尺寸的钢壳电池容量高10～15%，较铝壳电池高5～10%。
内阻小，软包电池的内阻较锂电池小，国产软包电池芯的内阻最小可做到35mΩ以下，极大的降低了电池的自耗电。
设计灵活，软包电池的形状可根据客户的需求定制，开发新的电芯型号。

缺点

市面上型号少，定制开发成本高

刀片电池

![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/a502f3367fca422f9181b020a4729a6e.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBAU0tZIC1kYWRh,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16#pic_center
“刀片电池”通过结构创新，在成组时可以跳过“模组”，大幅提高了体积利用率，最终达成在同样的空间内装入更多电芯的设计目标。相较传统电池包，“刀片电池”的体积利用率提升了50%以上，也就是说续航里程可提升50%以上，达到了高能量密度三元锂电池的同等水平 。

圆柱电池

特斯拉凭借一己之力带火了圆柱电池，且坚定认为是未来发展趋势。
圆柱主要以钢壳圆柱磷酸铁锂电池为主，铁锂电池表现为容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流放电、电化学稳定性能、使用中安全（不会因过充电、过放电及短路等操作不当而引起燃烧或爆炸）、工作温度范围宽、对环境友好。

物化特性

液态电解质电池（目前主流）

锂离子电池以碳素材料为负极，以含锂的化合物作正极，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称。锂离子电池的充放电过程，就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。在锂离子的嵌入和脱嵌过程中，同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌（习惯上正极用嵌入或脱嵌表示，而负极用插入或脱插表示）。在充放电过程中，锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插，被形象地称为“摇椅电池”，电解液为液态物质的为液态锂离子电池。锂离子电池是一种高能量密度、高工作电压的环保电池。
详细描述点击链接液态锂离子动力电池

固态电解质电池（未来趋势，新能源能否取代燃油车的关键技术）

固态电池的原理与之相同，只不过其电解质为固态，具有的密度以及结构可以让更多带电离子聚集在一端，传导更大的电流，进而提升电池容量。因此，同样的电量，固态电池体积将变得更小。不仅如此，固态电池中由于没有电解液，封存将会变得更加容易，在汽车等大型设备上使用时，也不需要再额外增加冷却管、电子控件等，不仅节约了成本，还能有效减轻重量。

详细描述点击固态电池简介相关介绍固态电池发展趋势