鋰電池
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動力鋰離子電池包熱管理及熱失控分析 --CONVERGE計算方案【微信公眾號：艾迪捷】
動力鋰離子電池包熱管理及熱失控分析 --CONVERGE計算方案 適用人群：面向電池行業的設計人員和仿真工程師 動力鋰離子電池包熱管理及熱失控分析 --CONVERGE計算方案（免費）【已結束】 直播時間：2020-08-04 19:30 鋰電池因為其高能量密度和大輸出功率的特點得以快速推廣使用，但由于其熱不穩定性，在極端條件下發生火災爆炸的幾率很大，所以鋰電池的安全性成為動力電池最關注的問題之一
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鋰電池的實例教程
但一直以來，新能源汽車的電池都是梗在準車主心里的一根刺，長續航、高安全性的電池難尋。目前，新能源汽車主要采用的電池有兩種：磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池，那么，這兩種電池有什么區別呢？用哪種電池才是最好的選擇呢？
能量密度對比
首先來看能量密度，這是一項影響新能源汽車續航表現的指數，而續航正是諸多用戶最關注的新能源車型參數之一。在這方面，磷酸鐵鋰電池電芯能量密度大概只有 140Wh/kg 左右，而三元鋰電池電芯能量密度能夠達到 240Wh/kg。也就是說，相同重量的電池，三元鋰電池的能量密度是磷酸鐵鋰電池的 1.7 倍，三元鋰電池能夠為新能源汽車帶來更長的續航。
安全性PK
新能源汽車有一點讓車主談之色變，那就是自燃，每年都有不少新能源汽車自燃的事故，而很多時候，這也與電池的穩定性有關。從這方面來說，磷酸鐵鋰電池是目前熱穩定性最好的動力電池，在安全性上相較于三元鋰電池有著絕對的優勢。磷酸鐵鋰電池的電熱峰值高達 350℃，電池內部的化學成分需要達到 500~600℃才會開始分解；而三元鋰電池的熱穩定性表現就很一般了，它在 300℃左右就會開始分解。
也就是說，如果你想要選擇一款新能源車型座駕，比較看重續航表現，那么搭載三元鋰電池的車型具有優勢，如果你更看重安全性能，搭載磷酸鐵鋰電池的車型穩定性更高。當然，這并不意味著三元鋰電池就一定會出事故，它只是相對來說，穩定性較低，絕大部分情況下，其都不會出問題。
展開 有關鋰電池的小知識，鋰電池充電次數最多有多少次，鋰電池的使用壽命有多長時間，國產鋰電池的充電次數多在800-1000次左右，進口鋰電池的充電次數可達3000次左右，鋰電池的壽命與充電生命周期有關。
鋰電池充電次數和壽命
1、充電次數
正常情況下，鋰電池的充電次數在500-2000次左右，國產鋰電池的充電次數多在800-1000次左右，而進口的三元鋰離子電池的充放電次數可達到3000次左右。
鋰電池充電次數與壽命
2、使用壽命
鋰電池都是有生命周期的，一次充電周期是指鋰電池https://www.misumi.com.cn/seojingtai/lidianchi.html一次完整的充放電過程，當電池使用量達到電池容量的100%時，即完成了一個充電周期，需要注意的是不一定通過一次充電完成。
那么，鋰電池的使用壽命是多長？
鋰離子電池的充放電次數最高可達2000-3000次之多，與普通鉛酸電池的充放電次數500次相比，這個數值已經相當高了。不同的電池有不同的循環使用故事，三元鋰動力鋰電池的循環使用壽命在1500-2000次左右。
單純的充電次數不會影響電池的使用壽命，鋰電池的壽命只根據循環次數來減少，充電次數不直接決定鋰電池的使用壽命。在一次充放電的循環中多次充電，只能算是電池損耗的一次循環使用，而對其使用壽命的損耗是很微小的。
3、注意事項
鋰電池壽命是指電池在使用過一段時間后，容量衰減為標稱容量（室溫25℃，標準大氣壓，且以0.2C放電的電池容量）的70%，即認為壽命終止。在鋰電池行業內一般以鋰電池滿充滿放的循環次數來計算循環壽命。
展開 寧德時代VS比亞迪動力鋰電池技術布局對比 ￥500
1、中國動力鋰電池競爭格局：寧德時代和比亞迪為中國龍頭企業之二
寧德時代和比亞迪是中國動力鋰電池龍頭企業之二。據中國汽車動力電池產業創新聯盟數據，2020年，寧德時代在動力鋰電池市場的市場份額為49.90%，比亞迪的市場份額為14.91%。
2、比亞迪V.S. 寧德時代動力鋰電池技術布局對比
(1)專利申請量及PCT申請量對比：比亞迪遙遙領先于寧德時代
在動力鋰電池專利申請量方面，比亞迪動力鋰電池專利申請總量是寧德時代動力鋰電池專利申請量的4倍左右，分別為748項和184項。
此外，比亞迪動力鋰電池PCT專利申請量也較寧德時代動力鋰電池PCT專利申請量多，分別為33項和7項。
從趨勢上看，2010-2021年7月，比亞迪在動力鋰電池領域專利申請量每年均比寧德時代多，2019年兩者動力鋰電池專利申請量相差更是高達13倍左右，分別為136項和9項。
2020年，比亞迪動力鋰電池專利申請量為38項，寧德時代動力鋰電池專利申請量為14項。2021年1-7月，比亞迪動力鋰電池專利申請量為4項，寧德時代動力鋰電池專利申請量為0項。
(2)專利市場價值對比：比亞迪專利市場價值更高
比亞迪動力鋰電池專利總價值高于寧德時代，比亞迪動力鋰電池專利總價值為1.28億美元，是寧德時代的2倍多。在專利價值分布方面，兩者大多數動力鋰電池專利價值主要集中在3萬美元以下。
(3)專利合作申請對比：比亞迪和寧德時代合作申請旗鼓相當
在專利合作申請方面，比亞迪和寧德時代與其它人合作申請動力鋰電池專利數量均為8項。
展開 幾日前，網友在微博上傳了一段某國產新能源汽車在廣州馬路邊電池自燃爆炸的視頻，引起了全民關注。事發六天前，威馬新能源汽車在其成都研究院內剛發生過自燃事件。就連新能源汽車的對標對象特斯拉都未能避免這樣的狀況，北汽、野馬、榮威、比亞迪等也都先后被爆出過自燃問題。中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高就直接指出，目前純電動車最大的風險就是電池的安全性。
為什么電池成為了新能源的桎梏？
眾所周知，新能源汽車的的優勢就在于相較于以汽油為燃料的車更加低碳環保。它采用的是非常規的車用燃料作為動力來源，如鋰電池、氫燃料等。鋰電池的應用領域也非常廣泛，除了新能源汽車之外，手機、筆記本電腦、平板電腦、移動電源、電動自行車、電動工具等等。
目前，無論是全球知名的特斯拉亦或者國內知名的小鵬汽車、蔚來汽車以及比亞迪等主流的新能源汽車使用的都是鋰電池。這些新能源汽車廠商使用的鋰電池按照正極材料分類又可以分為：磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池（包括 NCA 和 NCM）、錳酸鋰池、鈷酸鋰池、鎳氫電池、鈦酸鋰池等。其中，特斯拉、北汽 E200／150、廣汽傳祺 GA5EV、北京奔馳、華晨寶馬 5 系、蔚來汽車等使用的都是三元鋰電池。而曾經使用磷酸鐵鋰電池的比亞迪也在后來轉向了三元鋰電池陣營。
但是無論是三元鋰電池亦或者磷酸鐵鋰電池，都躲不開易燃易爆的隱患。
鋰是世界上最活潑的金屬，由于其化學特性太活潑，當鋰金屬暴露在空氣中時會與氧氣產生激烈的氧化反應，因此容易產生爆炸、燃燒等現象。此外，鋰電池充放電過程中內部也會產生氧化還原反應，爆炸和自燃主要都是因為鋰電池發熱后所累積起來、來不及擴散和釋放所導致的。簡單來說就是鋰電池在充放電過程中會產生大量的熱量，這會導致電池內部溫度升高以及單體電池之間的溫度不均勻，從而造成電池的新能不穩定。
展開 日前，美國預訂了標準續航增強版特斯拉Model 3的用戶收到的郵件顯示，如果想要提前拿到車，可以選擇磷酸鐵鋰電池。按照官方公布的資料，搭載磷酸鐵鋰電池的車型續航從263英里下降到了253英里，但售價保持不變。
針對車主在社交平臺上的詢問，馬斯克回復了兩種車型的不同。馬斯克表示：“磷酸鐵鋰和三元電池的體驗大致相同，自己更喜歡磷酸鐵鋰電池，可充電到100％，三元鋰電池只到90％。”
顧名思義，磷酸鐵鋰電池是指以磷酸鐵鋰為正極材料的鋰電池，而三元鋰電池則是指以鎳鈷錳酸鋰為正極材料的鋰電池。目前的電動車市場上，磷酸鐵鋰和三元鋰是關注度最高的兩大動力電池技術派系。
據悉，目前，國內在售的特斯拉Model 3也已經有磷酸鐵鋰電池版和三元鋰電池版，磷酸鐵鋰電池搭載在標準續航升級版車型上，而三元鋰電池電池搭載在高性能版本上。
特斯拉Model 3，圖片來源：特斯拉
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電池熱失控沸騰吸熱機理
磷酸鐵鋰電池在儲能電站中應用廣泛，但其熱安全風險威脅電站運行。大容量磷酸鐵鋰電池熱失控呈現顯著的三維分布特性，內部電解液沸騰極大增加了傳熱過程復雜性，制約高安全電池系統設計。為深入理解并量化電解液相變吸熱在熱失控傳熱中的作用，本研究建立了精細模型，核心創新在于量化表征電解液吸熱相變及其對后續傳熱的影響。
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鋰電熱失控時，電池釋放的氣體成分
鋰離子電池在出現異常時，會產生多種氣體成分，包括氫氣（H2）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH4）、二氧化碳（CO2）以及烴類VOC氣體（如碳酸甲乙酯EMC、碳酸二甲酯DMC等）。這些烴類VOC氣體通常是電解液中的有機溶劑或其熱分解物。一旦鋰離子電池異常發熱，樹脂材質部件和電解液就會開始熱分解，隨著內部溫度的上升，各種氣體逸散出來。
油電混合的增程式動力設計，搭配磷酸鐵鋰電池組，一次可以連續工作超過100個小時。位置、速度、水量、工作狀態等運行數據，都能通過物聯網實時回傳到手機端，方便農戶遠程“指揮”。
該設備的技術指導、華北水利水電大學副校長馬建琴介紹，智能噴灌機器人的推廣，契合了當前農業高效灌溉的迫切需求。
符合RoHS標準
輸入電容檢測精度高達0.1pF
通過無鉛認證
內置ESD防護電路，HBM高達±8000V
智能靈敏度校準；低功率增強器
激活低/高功能；擁有切換功能
支持智能靈敏度校準，自動適應金屬面板、厚玻璃（厚達8mm）等復雜介質，減少誤觸
內置上電復位電路，確保系統啟動穩定
參數特性：
通道數量：單通道電容感應輸入
工作電壓：1.8V～5.5V（兼容鋰電池與
電池兼容性強，系統內置多種充電曲線，可自動適配鋰電池、鉛酸電池、鎳鉻電池等不同類型。安全機制完善，集成異物偵測、過溫保護、過壓保護、通信故障保護等多重安全機制，確保充電過程萬無一失。
頭部企業的共同選擇
魯渝能源的AGV無線充電解決方案，已服務超過300家客戶，涵蓋汽車制造、3C電子、半導體、新能源、醫藥、煙草、食品飲料等多個行業。
盡管船上有滅火系統，但在鋰電池熱失控引發的火情面前，傳統的手段收效甚微。最終，全員棄船逃生，船只沉沒。
2025年，中國新能源汽車出口261.5萬輛。乘船出海，將是未來中國汽車行業的常態。
船舶消防壓力很大，汽車動力電池的熱失控風險，以及高溫、毒煙和高復燃率，使得火災復雜性指數級上升。
穿戴部件需通過致敏測試，鋰電池需做安全測試，電磁輻射（SAR值）合規更是上市必備，這些環節缺一不可。多數中小廠商缺乏專業測試能力，要么拉長研發周期，要么提升故障率，這讓專業測控企業的價值愈發凸顯。
結構圖：
?電容式觸摸IC - GTX312L的特點：
1、工作電壓范圍1.8V～5.5V，適配多種電源方案（如鋰電池、USB供電）兼容性強/
2、睡眠模式下電流低至4.5μA（低速采樣率8Hz）待機電流約10μA，顯著降低系統能耗
3、內置低功率增強器與穩壓電路（LDO）確保在電池供電設備中延長續航時間
4、可抵抗特斯拉線圈（“小黑盒”）等強電磁干擾，
利用仿真優化電池生產流程
不過好消息是，全球領先的金融機構高盛集團（Goldman Sachs）認為，隨著供應趕超，整體需求降溫，鎳和鋰等電動汽車電池常用原材料的熊市即將來臨。因此，明年電動汽車價格很可能會開始下降。
從現在到2025年，電池價格預計下跌40%，而其中還有另一個原因。為進一步降低成本，制造商正在通過簡化封裝來降低復雜性。
