储电元件(电池/超级电容)循环次数天梯一览,纯手打的个人见解,无复制粘贴
储电元件(电池或超级电容,以及混合器件)的循环次数天梯,仅统计个人能在市面上能够买的到的,尚未商业化生产的,或有商业化生产但个人买不到的不考虑
第1名:电双层超级电容(EDLC)
电双层超级电容EDLC的正负极均采用可吸附电荷的碳材料(活性炭或石墨烯),纯物理作用储能,充放电过程不涉及任何化学反应,循环次数一般可以达到50万次左右,缺点是:能量密度极低、自放电极高、价格极高。放电曲线线性度很好。
常见生产厂家:美国Maxwell、韩国NESSCAP、韩国LS Mtron等
第2名:内部串联型锂离子电容(LIC)
内部串联型锂离子电容(LIC),指的是负极为可嵌入锂离子的碳材料、正极为EDLC超级电容中的活性炭/石墨烯等电荷吸附材料的非对称电极的储能器件,负极通过锂离子的嵌入/脱嵌实现储存/释放能量,正极通过电荷的吸附/脱附实现储存/释放能量,采用化学+物理双重储能模式,循环次数一般可以达到10万次以上,且能量密度高于传统的EDLC超级电容,自放电比传统的EDLC超级电容要低。缺点是:能量密度仍然较低,且仍然存在稍高的自放电,价格极高。放电曲线线性度较好。
常见生产厂家:日本太阳诱电、日本JM Energy等
第3名:内部并联型锂离子电容(Hybrid Lithium-ion Battery Supercapacitor/Supercapattery/Supercabattery/......)
内部并联型锂离子电容,电极(可能是正极,也可能是负极)既采用了电池型材料(例如可嵌锂的碳、含锂的金属氧化物),由采用了电荷吸附型的电容型材料(例如活性炭),这一类元件内部结构多种多样,化学+物理的双重储能机制,但以化学储能为主。其中,较为常见的一种是,负极采用石墨/硬碳/软碳的一种或多种混合物,实现锂离子的嵌入/脱嵌,正极采用锂离子电池的正极(三元锂/磷酸铁锂/钴酸锂/锰酸锂等含锂的金属氧化物,也可以是其中几种的混合物),同时正极还掺入了电荷吸附型的电容型材料活性炭。循环次数低于内部串联型锂离子电容LIC,一般可以达到1万次~5万次,循环次数与循环的SOC区间紧密相关。其优点是:循环次数较高,自放电和锂离子电池一样低,能量密度较高,可以与钛酸锂电池相媲美,且部分产品能量密度与磷酸铁锂电池相当,部分产品的电压等级可以达到常用的三元锂电池、钴酸锂电池的水平,实现直接代换。缺点是:价格极高。放电曲线可以为线性,也可以为非线性。
常见生产厂家:宁波中车、宁波瞬能(实际上这两个企业是一家)。国内很多家都是卖的瞬能的货贴上自己的牌子,或者是用的瞬能的配方生产的。
第4名:钛酸锂电池(LTO)
实际上,第4名和第3名,在循环次数上,很难分出个谁高谁低来。钛酸锂电池的负极采用钛酸锂材料,而正极一般采用镍钴锰(NMC)三元材料或锰酸锂(LMO)材料,采用LMO正极材料,电池电压高于采用NMC正极材料。钛酸锂电池的循环次数一般能到2万~3万次,其优点是循环次数较高,大多数可以高倍率充放电(部分厂家的不行),安全性较好。缺点是:价格相对较高(但是没有前面三个离谱),能量密度没有磷酸铁锂、三元锂电池高(很多人都喜欢把一切储电元件与三元锂电池去比,然后鉴定为:不如三元锂。你咋不把它与汽油比呢???)
常见生产厂家:东芝、奥钛、银隆、力神、微宏、圣泉、普兰等
第5名:多元复合锂电池(LpCO/MpCO)
这里的多元复合锂主要是指微宏的第二代LpCO产品和第三代MpCO产品,后续的产品为了提高能量密度,对循环次数做了很大的牺牲。其中,第二代LpCO产品,循环次数可达1万次,能量密度(重量能量密度)刚刚好破百Wh/kg。第三代MpCO产品,循环次数可达4000次~7000次,能量密度更高。缺点:只有软包、安全性存疑(应该指第三代及以后的产品),市面上大多数货都是二手拆机货,电池已经有了很大的衰减。
常见生产厂家:微宏(专有品牌,只有他)
第6名:磷酸铁锂电池(LFP)
磷酸铁锂电池,储能届和电动汽车届的宠儿。大多数人DIY移动电源/储能电源的首选。重量能量密度200Wh/kg左右,多数场合足够。循环次数2000次~4000次。优点:够用的能量密度、够用的循环次数、算是可以的安全性、平坦的中间段放电曲线,价格还行。缺点:放电曲线中间段太平坦,不好通过电压做SOC估算,电压迟滞(电压滞回)特性使得BMS更难通过电压进行SOC的估算,低温特性极差。
常见生产厂家:比亚迪、亿纬、力神、宁德时代、中航、国轩等
第7名:三元锂电池(NMC/NCA)
三元锂电池又分为镍钴锰三元锂(NMC)和镍钴铝三元锂(NCA),这些都是正极材料。而负极材料是石墨。三元锂的能量密度最高。因为能量密度高这一点,许多人对其趋之若鹜,不顾安全性硬上。主要用于电动汽车、移动电子产品。循环次数800次~1000次,其中镍钴锰三元锂的循环次数略高于镍钴铝三元锂的循环次数。优点:能量密度高(许多人为此可以几乎放弃一切!),低温放电还行。缺点:安全性较差,价格有点高。
第8名:钴酸锂电池(LCO)
什么?手机上用的竟然不是三元锂?!没错,就是钴酸锂(钴酸锂正极,负极还是石墨),循环次数大概500次左右吧,能量密度和安全性和三元锂差不多,价格更贵。
第9名:锰酸锂电池(LMO)
听说过某某鼓包王吗?说的就是它。锰酸锂是正极,负极还是石墨。循环次数大约300次左右吧,跟铅酸差不多。倍率放电能力好,安全性也可以,就是循环次数太低了。
至于更古老的电池,比如铅酸电池、镍氢电池之类的,铅酸电池的循环寿命大概200次~300次,还要使用得当才行。镍氢电池好像可以上800次~1000次?不玩镍氢电池,不太了解。
对了,还有一个叫做镍铁电池,又名爱迪生电池,这个电池需要定期维护,维护的好的话,大约可以循环几千次甚至上万次,就是个人不太好买到,而且价格很贵,如果要给它排个位子,大概就排在第5名和第6名之间吧,前提是定期做镍铁电池的维护保养。
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