三元锂电成主流江淮iEV5电池工艺揭秘

发布时间：2020-03-13 18:42:13 阅读：次来源：角阀厂家

[汽车之家电动车技术]说到三元锂电池，之前最广泛应用于乘用车的案例就是特斯拉了，而国内的电动汽车制造商主要力推的是的磷酸锂铁电池。三元锂电池（镍钴锰）主要安全及热稳定性低（相对磷酸铁锂材料而言）的缺点，但是三元锂电池在能量密度和单体产品成本方面有比较明显优势。而随着电池电量、热量管理技术的逐步成熟，如北汽、长安以及之前一直坚持使用磷酸铁锂电池的比亚迪都在其最新研发的产品中开始使用三元锂电池。而地处中国内地的江淮汽车在今年率先在其第五代纯电动汽车江淮iEV5（下称iEV5）上使用了18650三元锂电池作为储能单元，相信不少网友存在车用三元锂电池模块究竟是如何制造的这样的疑问，今天我们就走进淮汽车为您进行揭秘。

江淮iEV2015款iEV5车型首页|参数配置|图片|口碑|车型报价厂商指导价18.08万　　于今年4月在上海车展上市的江淮iEV5是国内第一款采用18650锂电池组件作为储能单元的纯电动车型。该车具有23kWh的电池容量，厂商公布的最高续航里程可达240km，使用专用充电桩进行直流电充电只需1小时即可充入80%的电量（220V家用电充电8小时充满），完全满足日常使用的需求。该车的厂商指导价格为18.08万元，不过从汽车之家上的车主成交价格来看，北京、上海、湖北、安徽等地的裸车价格均不到10万元，是一款性价比很高的城市短途代步用车。

●什么是三元锂电池

目前车用动力电池已经经过了最初的一次性电池（19世纪1873年，戴维森刚刚发明电动汽车时）到铅酸电池，再从镍氢电池到锂电池为主的现代车用动力电池格局。锂电池具有每千克重量储能多（能量密度大）以及可循环次数大的优势，所谓的“三元锂电池”简单来讲就是电池正极材料由三种金属元素与锂共同构成的锂电池种类，如目前大量应用的镍钴锰酸锂电池，下面我们就首先来了解一下锂电池的各种特性。

铅酸电池污染大、能量密度低主要作为汽车电瓶使用，在这里我们就不做介绍了。镍电池在单体能量密度上低于锂电池，不过在锂电池还未大量普及的时代，电动车多以镍氢或是镍镉电池作为储能单元。在混合动力明星车型普锐斯上就大量使用了镍氢电池，而且普锐斯在镍氢电池技术方面有独到之处，厂家宣称其搭载的镍氢电池寿命超过10年。不过我们也知道，在新一代普锐斯上也开始搭载锂电池了……

如果不具备丰田在电池寿命管理上的“黑科技”那么使用技术更加先进的锂电池就成了各个车企的最佳选择。锰酸锂电池目前启辰将其应用于晨风之上，其应用技术比较成熟，但是能量密度、电池循环寿命同磷酸铁锂电池和镍钴锰酸锂电池相比都低了不少，基本同镍氢电池相当；而比亚迪使用的磷酸铁锂电池在电池循环寿命以及能量密度方面都有由于锰酸锂电池和镍氢电池的表现。

而以镍钴锰酸锂电池为代表的最新一代的三元锂电池(正极材料由三种材料构成)，不论是电池循环次数还是最重要的每千克储能数量都有了质的提升。单纯从这方面来看，三元锂电池确实是现阶段新能源汽车上动力电池的最佳选择。

锂电池可以有多种形状，除了18650这种金属外壳圆柱状电池之外，还有外壳为铝塑材料的软包装形式以及方形电池种类。其中铝塑包装的软壳电池是目前应用最为灵活的锂电池形式，其大小、厚度都可以自由定制，而且可以多片堆叠，具有相当的应用灵活性。

当然，除了以上的常见的锂电池制式之外，还有各大电池生产商为车企定制的“高阶版本”锂电池包，它们目前在新能源汽车上使用也比较多。如三星SDI为宝马i3和i8定制的高压锂电池包，有着同小型铅酸蓄电池一样的外观。而应用在日产聆风上产自AESC的锂电池包则为片状，起保护作用的金属壳内包裹的是普通软包锂电池。

不过三元锂电池也有一些先天的劣势，它相比磷酸铁锂电池来讲更加“娇气”：如果工作温度过高则会永久性地影响电池寿命，温度太高还会起火燃烧甚至爆炸。锂电池燃烧时释放的高温气体甚至能够直接烧穿3mm厚的铝板，因此如何为电池提供一个安全稳定的工作环境就成了各个厂家工程师们思考的问题。比如江淮汽车早在2011年就生产了少量锂电池版本的同悦第二代电动车以验证电动车搭载18650电池的可靠性，经过四年的技术验证，终于在iEV5上正式将这一技术量产化。

●与特斯拉18650电池技术的不同

就像前面说到的一样，锂电池十分娇气，在成百上千个锂电池紧密排布构成的电池组中，如果一颗电池发生短路故障之后释放的热量极易导致连锁反应牵连到周围的电池。所以为了将锂电池更加安全地放在车上，工程师们想了不少办法。以特斯拉为例，它的7000余只18650电池每只都有独立的保险丝，能在单只电池电流过大时及时断开与之的电路连接，并且电池组采用循环液冷设计，能够及时带走电池产生的热量，使它们工作在一个稳定的温度环境之中。

普通18650电池只有正极才有安全泄压结构。电池发生故障时产生的热量和气体只能从一个方向排出。因此电池容易发生横向的鼓包或是炸裂，这在排布紧密的动力电池组件中可以说是灾难性的结果。所以华霆动力和天津力神的工程师们在研发江淮iEV系列上使用的18650锂电池组时，比特斯拉的电池组安全策略又进了一步：他们对单个18650电池的结构进行了优化。增加了电池负极的泄压机构，在发生故障之后电池产生的热量和气体能在水平方向上有两个通道释放，进而不会产生电池爆炸，将其对水平方向上布置的其它电池的影响降到最低。

而对整组电池的安全保障方面，江淮电动车电池组采用的安全策略同特斯拉基本一致，不过现在看来江淮甚至会微微高明一些。二者都在单个电池与电池组之间设计了保险结构，能够保证单个电池在电流过大时通过熔断的方式来断开个别电池。特斯拉采用的是单根保险丝的设计，江淮iEV系列的电池则采用了带有弹性的熔断片设计。我们知道车辆在日常行驶中震动一直如影随形，江淮采用的电池负极连接物为螺旋状的弹性熔断片，能够吸收更多的震动。设计上更加高明，理论上对恶劣环境的应对能力也更强，也更加适合国内的用车环境。