特斯拉“百年电池”的秘密 都在这篇论文里(4)
1、新电池:三元锂能量密度更高
首先,研究人员测试了电池不同时期的电压、容量等关键参数。根据测试数据,能够绘制出电池充放电之后的参数变化曲线。
在电池生命周期最开始的阶段,就能明显发现,三元锂电池的能量密度相比磷酸铁锂更高。
2、第一次循环:双氟性能优势明显
电池完成第一次循环之后,可以发现采用新型双氟电解质的电芯,容量、能量密度都更高。其中,3.65V的六氟三元锂电池,其容量和能量密度都相对较低,电压升高至3.8V能明显提升容量,但能量密度没有变化。
采用双氟电解质的电芯,在3.65V的电压下能量密度明显更高,但在3.8V电压下,容量和密度的提升并不明显。
观察双氟磷酸铁锂电芯,其能量密度有比较明显的提升,但首次循环的容量几乎相同。
此外还能发现,电芯的首次循环中,三元锂电池无论是能量密度还是容量上,都不如磷酸铁锂电池。
3、1000次循环:双氟电池衰减更少
当电池完成1000次循环之后,就能绘制出折线图,显示出容量、能量密度、充电电压和放电电压之间的平均差∆V与循环次数的关系。
其中可以发现,当温度处于40°C时,可以明显发现双氟电池容量稍高于六氟电池。并且随着循环次数的增加,总容量也有所增加。在能量密度上,随着循环次数增加,能量密度下降,但双氟电池能量密度仍然更高。
在温度为55°C的条件下,双氟电池与六氟电池之间仍没有拉开较大的差距,但双氟电池能量密度和容量仍然稍高。
当温度达到70°C时,二者就明显拉开了差距,六氟电池出现了明显的容量和能量密度下降,但双氟电池表现依然很强。
在电芯容量和正、负极电压关系的折线图中也能发现,当电池充电至3.65V时,双氟电池对温度不敏感,无论是40°C、55°C,还是70°C条件下,温度对正、负极电压的影响几乎为零。但是六氟电池正极电压随温度变化幅度非常明显。
如果将电池电压充至3.8V,也有同样的变化趋势。