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電動船舶新動力:磷酸鐵鋰電池的崛起

朗凱威電子科技 ? 來源:朗凱威電子科技 ? 作者:朗凱威電子科技 ? 2024-12-06 17:18 ? 次閱讀
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隨著環(huán)保意識的不斷提高和新能源技術(shù)的迅速發(fā)展,電動船舶作為一種綠色、環(huán)保的水上交通工具,正逐漸成為未來航運(yùn)的新趨勢。而磷酸鐵鋰電池作為電動船舶的核心動力源,其發(fā)展前景備受矚目。

磷酸鐵鋰電池是一種新型能源,具有諸多優(yōu)勢。首先,從價格方面來看,目前主流廠商的磷酸鐵鋰價格已經(jīng)下探至 5.3 萬元 / 噸左右,隨著碳酸鋰價格持續(xù)下探,磷酸鐵鋰成本也有望下降。在動力磷酸鐵鋰離子電池市場,不同規(guī)格的電池價格也有所不同,如金萊宇 60V 電瓶車鋰離子電池,三元磷酸鐵鋰 60V20AH 電池價格大約是 2100 元;鳳燕電動汽車電瓶車鋰離子電池,三元磷酸鐵鋰離子電池 72V20AH 價格大約是 2400 元等。

在發(fā)展前景方面,配套于新能源汽車的磷酸鐵鋰離子電池只是其應(yīng)用的一個方面。在巨大的儲能市場中,僅就 5G 基站方面而言,我國至少仍有 1438 萬個基站要被新建或改造,為磷酸鐵鋰離子電池提供了廣闊的市場空間。在新興的電動船舶市場,也是磷酸鐵鋰的天下。數(shù)據(jù)顯示,2016 年國內(nèi)電動船的市場規(guī)模已達(dá)到 56.3 億,預(yù)計到 2021 年這個規(guī)模將擴(kuò)展到 96.3 億,到 2024 年,全球電動船舶市場規(guī)模預(yù)計將達(dá) 450 多億元。

磷酸鐵鋰電池在電動船舶行業(yè)應(yīng)用具有顯著優(yōu)勢。其一,安全性和耐高溫性能優(yōu)異。磷酸鐵鋰電池是目前最安全的鋰離子電池正極材料,其橄欖石結(jié)構(gòu)的晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)架穩(wěn)固,氧與磷以強(qiáng)共價鍵牢固結(jié)合,即便在高溫情況下也不會形成結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱,磷酸鐵鋰電熱峰值可達(dá) 350℃ - 500℃,而錳酸鋰和鈷酸鋰只在 200℃左右。工作溫度范圍寬廣(-20℃~+75℃),使其成為中大容量、中高功率鋰離子電池首選的正極材料。其二,使用壽命更長。磷酸鐵鋰電池完整充電循環(huán)壽命在 2000 次以上,而鉛酸電池的循環(huán)使用次數(shù)在 300 次左右,最大一般不超過 500 次,相同條件下的磷酸鐵鋰電池理論壽命將達(dá)到 7 - 8 年。并且磷酸鐵鋰電池具備大電流放電能力,也可使用大電流 2C 快速充放電,而鉛酸電池現(xiàn)在無此性能。其三,量產(chǎn)產(chǎn)品單位能量密度較高具備價格優(yōu)勢。2018 年量產(chǎn)的方形鋁殼磷酸鐵鋰電池單體能量密度在 160Wh/kg 左右,2019 年一些優(yōu)秀的電池廠家大概能做到 175 - 180Wh/kg 的水平,個別厲害的公司量產(chǎn)的磷酸鐵鋰電池單體能量密度最高已突破 190Wh/kg,隨著市場對未來電動船舶市場、儲能市場的看好,未來磷酸鐵鋰電池應(yīng)用在電動船舶領(lǐng)域的比例增多的同時必然會在能量密度將迎來較大的發(fā)展,同時單位價格也會呈現(xiàn)下降趨勢。其四,綠色無污染的環(huán)保產(chǎn)品。磷酸鐵鋰電池一般不含任何重金屬與稀有金屬無毒無污染,且符合歐洲相關(guān)規(guī)定,是絕佳的綠色環(huán)保電池。

當(dāng)前純電動船舶在多種船型均有應(yīng)用,包含客船、渡船、旅游船、公務(wù)船、工程船、干散貨船、集裝箱船等多種船型。不過現(xiàn)階段超過 5000 噸級的中大型船舶完全鋰電化難度依然較大。目前結(jié)合當(dāng)前政府在船舶電動領(lǐng)域的推廣情況和內(nèi)河、湖泊區(qū)域的環(huán)保要求來看,未來一段時間內(nèi)船舶電動化尤其是純電動船將主要在內(nèi)河水域、湖泊等相對封閉水域獲得較大發(fā)展,主要集中在沿江沿海城市渡船、觀光船、內(nèi)河(湖)貨船、港口拖船等市場。

電動船舶具有綠色環(huán)保、零污染、安全以及使用成本低等優(yōu)點(diǎn),其運(yùn)行成本明顯低于柴油和 LNG 燃料船舶。此外,電動船舶的結(jié)構(gòu)簡單,運(yùn)行穩(wěn)定,維護(hù)成本低,更適合未來環(huán)保的趨勢。南京、武漢、新疆等多個湖 / 河景區(qū)正在推動船舶油改電工作;武漢長江渡輪、珠江客輪、上海安吉 - 黃浦渡輪在推行純電動示范船項(xiàng)目;大型幾千噸級散貨船也在探索油電混合新能源船舶項(xiàng)目。

隨著環(huán)保政策日趨嚴(yán)格,同時鋰電池技術(shù)的不斷提升,預(yù)計未來幾年船舶電動化將進(jìn)入快速發(fā)展期,而且純電動船將成為發(fā)展的主流方向。磷酸鐵鋰電池以其高安全性、長壽命、低成本、性能均衡等多方優(yōu)勢成為現(xiàn)階段船舶動力電池的最優(yōu)選擇。目前,磷酸鐵鋰電芯價格已經(jīng)下降至 0.6 元 / Wh,在船舶應(yīng)用領(lǐng)域已具備經(jīng)濟(jì)性。安全性方面,近年磷酸鐵鋰動力電池及 BMS 電池管理系統(tǒng)發(fā)展迅速,充放電倍率的提高使船舶啟動加速及動力操控性更好,已經(jīng)具備了在船舶上推廣應(yīng)用的技術(shù)條件。

總之,磷酸鐵鋰電池作為電動船舶的動力源,具有廣闊的發(fā)展前景和顯著的優(yōu)勢,將在未來的航運(yùn)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

二、發(fā)展前景

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隨著環(huán)保要求的提高和鋰電池技術(shù)的不斷進(jìn)步,電動船舶市場規(guī)模不斷擴(kuò)大,磷酸鐵鋰電池在其中展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。

1. 市場規(guī)模預(yù)測

根據(jù)相關(guān)報告,全球電動船舶市場規(guī)模預(yù)計將在 2024 年達(dá)到一定規(guī)模,并在未來幾年持續(xù)增長。磷酸鐵鋰電池作為電動船舶的主要動力源之一,市場份額也將不斷提升。全球與中國電動船用電池系統(tǒng)市場運(yùn)營規(guī)模及前景預(yù)測分析報告顯示,2023 年全球電動船用電池系統(tǒng)市場規(guī)模大約為百萬美元,預(yù)計未來六年年復(fù)合增長率 CAGR 為 %,到 2030 年達(dá)到百萬美元。其中,船用磷酸鐵鋰電池預(yù)計 2030 年達(dá)到百萬美元,未來六年 CAGR 為 %。研究公司 Research and Markets 預(yù)測,2024 年全球電動船舶市場規(guī)模將達(dá) 450 多億元。

2. 應(yīng)用領(lǐng)域拓展

磷酸鐵鋰電池不僅在觀光船、渡船等小型船舶上得到應(yīng)用,還在貨船、拖輪等大型船舶上開始探索使用。未來,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步拓展。

目前,我國研發(fā)建造的電動船舶主要為長江、珠江等內(nèi)河以及沿海貨船,應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)檠亟睾5某鞘卸纱⒂^光船以及港口拖船市場。據(jù)不完全統(tǒng)計,目前我國內(nèi)河流域船舶保有量在 13 萬到 14 萬艘,僅長江和京杭運(yùn)河的內(nèi)河船舶總數(shù)就超過 6 萬艘,相較之下電動船舶數(shù)量卻非常少,未來替代市場空間巨大。

眾多電池企業(yè)正加速涌入電動船舶領(lǐng)域。例如,由我國自主設(shè)計建造的國內(nèi)首艘兩千噸級集散兩用新能源運(yùn)輸船在浙江長興交付,配備由億緯鋰能提供的 3400kWh 大容量磷酸鐵鋰電池組;由億緯鋰能、武漢理工大學(xué)和中國船級社共同研討設(shè)計的船用集裝箱式移動電源正式發(fā)布,采用標(biāo)準(zhǔn) 20 尺海運(yùn)集裝箱尺寸設(shè)計,內(nèi)部搭載磷酸鐵鋰電池系統(tǒng);全球最大純電動游輪 “長江三峽 1” 號正式投入商業(yè)運(yùn)營,電芯供應(yīng)商為寧德時代,電池總?cè)萘考s 7500kWh;寧德時代電機(jī)科技有限公司自主研發(fā)的純電動船舶 “白海豚 1 號” 成功下水首航,也搭載寧德時代動力電池;我國自主研制的載重 3000 噸級的電動貨船 “船聯(lián) 1 號” 在南京下水啟航,搭載 2 組可移動磷酸鐵鋰電池。

國內(nèi)首艘大型純電動客船 “君旅號” 在長江武漢段首航,采用億緯鋰能配套的磷酸鐵鋰電池,整船電池容量為 2.28MWh。福建省首艘電動高端內(nèi)河游船 “閩江之星” 成功首航,采用寧德時代大容量高安全磷酸鐵鋰電芯;國內(nèi)首艘純電動港作拖輪在連云港開工建造,采用億緯鋰能的磷酸鐵鋰動力電池組;中國自主設(shè)計建造的首艘海上危險品應(yīng)急指揮船 “深海 01” 輪在廣州順利下水,搭載寧德時代的鋰離子動力電池系統(tǒng)。

電動船舶和電動汽車的應(yīng)用領(lǐng)域不同,對鋰電池性能要求側(cè)重點(diǎn)也不同。磷酸鐵鋰電池具有良好安全性、長循環(huán)性能,良好的高溫穩(wěn)定性以及較低的成本,是現(xiàn)階段船舶動力電池的最優(yōu)選擇。目前,磷酸鐵鋰電芯價格已經(jīng)下降至 0.6 元 / Wh,在船舶應(yīng)用領(lǐng)域已具備經(jīng)濟(jì)性。安全性方面,近年磷酸鐵鋰動力電池及 BMS 電池管理系統(tǒng)發(fā)展迅速,充放電倍率的提高使船舶啟動加速及動力操控性更好,已經(jīng)具備了在船舶上推廣應(yīng)用的技術(shù)條件。

未來,磷酸鐵鋰電池在電動船舶領(lǐng)域的應(yīng)用比例將不斷增多,產(chǎn)品價格也會呈現(xiàn)下降趨勢。船舶鋰電化趨勢將主要集中在沿江沿海城市渡船、觀光船;內(nèi)河貨船;港口拖船市場等,部分大中型船舶使用鋰電替代鉛酸,進(jìn)而促進(jìn)鋰電池船用化加速。船舶電動化也給磷酸鐵鋰電池開辟了一條新的發(fā)展道路,有望進(jìn)一步提升磷酸鐵鋰電池的市場占比。

三、技術(shù)特點(diǎn)

磷酸鐵鋰電池具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和充放電過程,使其在電動船舶領(lǐng)域具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢。

1. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

磷酸鐵鋰電池由正極、負(fù)極、電解質(zhì)和隔膜組成。正極采用正交橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰,這種結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定性高、安全性好等特點(diǎn)。其橄欖石結(jié)構(gòu)的晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)架穩(wěn)固,氧與磷以強(qiáng)共價鍵牢固結(jié)合,即便在高溫情況下也不會形成結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱。同時,磷酸鐵鋰電池不含有對人體有害的重金屬元素,是一種安全可靠的電池。

負(fù)極由碳(石墨)與粘合劑的混合物再加上有機(jī)溶劑調(diào)和制成糊狀涂覆在銅基體上并呈薄層狀分布。電解質(zhì)用于傳導(dǎo)離子,隔膜則起到關(guān)閉或阻斷通道的作用,保證電池內(nèi)部的離子傳輸有序進(jìn)行。電池的外殼一般由金屬組成且密閉封裝,為電池提供良好的保護(hù)。

2. 充放電過程

充電時,鋰離子從磷酸鐵鋰晶體遷移到晶體表面,在電場力的作用下,經(jīng)電解質(zhì)傳遞到負(fù)極,嵌入負(fù)極碳材料。具體反應(yīng)為 LiFePO?逐漸脫離出鋰離子(Li?)形成 FePO?,即 LiFePO? - χLi? + χe? → χFePO? + (1 - χ) LiFePO?。

放電時,鋰離子自負(fù)極石墨中脫出,經(jīng)電解質(zhì)到達(dá)正極,同時負(fù)極釋放電子,自外部放電電路到達(dá)正極,并在此過程中為外部提供能量。在此過程中,鋰離子嵌入磷酸鐵(FePO?)晶體形成磷酸鐵鋰(LiFePO?),反應(yīng)式為 FePO? + χLi? + χe? → LiFePO? + (1 - χ) FePO?。

磷酸鐵鋰電池的充放電反應(yīng)主要發(fā)生在 LiFePO?和 FePO?兩相之間進(jìn)行,這種獨(dú)特的充放電過程使得磷酸鐵鋰電池在電動船舶領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。

四、優(yōu)勢分析

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磷酸鐵鋰電池在電動船舶上的應(yīng)用具有多方面的優(yōu)勢。

安全性高

采用橄欖石結(jié)構(gòu)的正極材料,安全性和耐高溫性能優(yōu)異,電熱峰值可達(dá) 350℃ - 500℃。磷酸鐵鋰電池的正極材料為正交橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰,這種結(jié)構(gòu)構(gòu)架穩(wěn)固,氧與磷以強(qiáng)共價鍵牢固結(jié)合,即使在高溫情況下也不會形成結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱,極大地保證了電池充放電過程的穩(wěn)定性與安全性。相比之下,錳酸鋰和鈷酸鋰的電熱峰值只在 200℃左右。工作溫度范圍寬廣(-20℃~+75℃),使其成為中大容量、中高功率鋰離子電池首選的正極材料。同時,磷酸鐵鋰電池不含有對人體有害的重金屬元素,進(jìn)一步提升了其安全性。

使用壽命長

完整充電循環(huán)壽命在 2000 次以上,遠(yuǎn)高于鉛酸電池。根據(jù)相關(guān)資料,磷酸鐵鋰電池在不同使用場景下壽命有所不同。正常情況下,小電流充放電在 3C 類電子產(chǎn)品上應(yīng)用,質(zhì)量好的磷酸鐵鋰離子電池基本都是 2000 次以上的循環(huán)壽命;高倍率穩(wěn)定充放電使用在動力型鋰離子電池上,如新能源汽車、電動汽車、漁船機(jī)電電源等,實(shí)力強(qiáng)的磷酸鐵鋰離子電池品牌廠家的電芯循環(huán)壽命也在 800 次左右;而鉛酸電池的循環(huán)使用次數(shù)在 300 次左右,最大一般不超過 500 次。相同條件下的磷酸鐵鋰電池理論壽命將達(dá)到 7 - 8 年,并且具備大電流放電能力,也可使用大電流 2C 快速充放電,而鉛酸電池現(xiàn)在無此性能。

能量密度高

量產(chǎn)產(chǎn)品單位能量密度較高,且隨著技術(shù)的發(fā)展還將不斷提升,同時價格呈現(xiàn)下降趨勢。2018 年量產(chǎn)的方形鋁殼磷酸鐵鋰電池單體能量密度在 160Wh/kg 左右,2019 年一些優(yōu)秀的電池廠家大概能做到 175 - 180Wh/kg 的水平,個別厲害的公司量產(chǎn)的磷酸鐵鋰電池單體能量密度最高已突破 190Wh/kg。隨著市場對未來電動船舶市場、儲能市場的看好,未來磷酸鐵鋰電池應(yīng)用在電動船舶領(lǐng)域的比例增多的同時必然會在能量密度將迎來較大的發(fā)展,同時單位價格也會呈現(xiàn)下降趨勢。

環(huán)保無污染

不含任何重金屬與稀有金屬,無毒無污染,符合環(huán)保要求。磷酸鐵鋰電池一般不含任何重金屬與稀有金屬,無毒無污染,且符合歐洲《關(guān)于限制在電子電器設(shè)備中使用某些有害成分的指令》規(guī)定,是絕佳的綠色環(huán)保電池。與傳統(tǒng)鉛酸電池相比,磷酸鐵鋰電池在生產(chǎn)使用及回收利用過程中不會對水體及土壤生態(tài)造成破壞。在產(chǎn)品壽命周期中也不會對人體及環(huán)境造成明顯破壞。

五、安全性探討

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磷酸鐵鋰電池在電動船舶上的安全性備受關(guān)注。

1. 安全性能優(yōu)勢

近年磷酸鐵鋰動力電池及 BMS 電池管理系統(tǒng)發(fā)展迅速,具備在船舶上推廣應(yīng)用的技術(shù)條件。磷酸鐵鋰電池具有良好的安全性,其正極材料為正交橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰,這種結(jié)構(gòu)構(gòu)架穩(wěn)固,氧與磷以強(qiáng)共價鍵牢固結(jié)合,即使在高溫情況下也不會形成結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱。相比之下,錳酸鋰和鈷酸鋰的電熱峰值只在 200℃左右,而磷酸鐵鋰電池的電熱峰值可達(dá) 350℃ - 500℃。工作溫度范圍寬廣(-20℃~+75℃),使其成為中大容量、中高功率鋰離子電池首選的正極材料。

此外,國際船級社 DNV GL 發(fā)布的船舶鋰電池安全報告指出,與 NMC 電池相比,磷酸鐵鋰電池通常更難以被迫進(jìn)入熱失控狀態(tài),溫度上升速率也較低。這進(jìn)一步證明了磷酸鐵鋰電池在電動船舶應(yīng)用中的安全性能優(yōu)勢。

2. 防護(hù)等級高

電池包系統(tǒng)設(shè)計采用符合 IP67 以上防護(hù)等級的電池包,可有效規(guī)避水汽、鹽霧及粉塵引發(fā)的安全風(fēng)險。寧德時代副總裁吳凱表示,寧德時代已攻克了安全、長續(xù)航、大功率、長壽命等技術(shù)難題,電池包系統(tǒng)設(shè)計采用符合 IP67 以上防護(hù)等級的電池包,可有效規(guī)避水汽、鹽霧及粉塵引發(fā)的安全風(fēng)險,滿足全生命周期內(nèi)的 IP 等級要求。

億緯鋰能的船舶動力產(chǎn)品 PACK 箱體也達(dá)到 IP67 防護(hù)等級,同時采用 BMS 安全冗余設(shè)計,滿足 CCS 安全認(rèn)證要求,保障船舶動力系統(tǒng)在不同復(fù)雜工況下安全應(yīng)用。

例如,24V 鋰電池 24 伏 100Ah 房車磷酸鐵鋰 IP67 防水船舶應(yīng)急儲能大單體電池,就體現(xiàn)了高防護(hù)等級在船舶應(yīng)急儲能中的重要性。

綜上所述,磷酸鐵鋰電池在電動船舶上具有顯著的安全性能優(yōu)勢和高防護(hù)等級,為電動船舶的安全運(yùn)行提供了有力保障。

六、應(yīng)用案例

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眾多電動船舶采用磷酸鐵鋰電池,取得了良好的效果。

1. 國內(nèi)首艘大型純電動客船 “君旅號”

國內(nèi)首艘大型純電動商旅客船 “君旅號” 從百年老碼頭武漢關(guān)緩緩駛出,開啟了萬里長江黃金水道新能源動力通航時代?!熬锰枴?由中國船舶集團(tuán)有限公司第七一二研究所、第七〇二研究所聯(lián)合研制,可搭乘 300 名游客。該船采用億緯鋰能配套的磷酸鐵鋰電池,整船電池容量為 2.28MWh,相當(dāng)于 50 臺電動汽車的電池容量。相比同尺度燃油動力船舶每年可省油近百噸,無碳、硫等廢棄污染物排放,晚上充電 4 - 5 個小時就可以滿足白天 8 小時的續(xù)航需求。全船平均噪音預(yù)估值為 54dB (A),優(yōu)于某些豪華品牌轎車車內(nèi)噪音,達(dá)到內(nèi)河綠色船舶 3 的最高等級。

“君旅號” 是國內(nèi)首艘通過中國船級社《純電池動力電動船檢驗(yàn)指南》要求的純電池動力大型客船,在船體動力性能、船舶設(shè)計和建造等方面均提出了更高要求,關(guān)鍵性能指標(biāo)達(dá)到了國際先進(jìn)水平,填補(bǔ)了國內(nèi)在相關(guān)領(lǐng)域的空白。

2. 國內(nèi)首艘純電動拖船 “云港電拖一號”

國內(nèi)首艘純電動拖輪 “云港電拖一號” 在江蘇連云港港投入運(yùn)行。該拖輪采用磷酸鐵鋰電池組作為動力源,由中國船舶集團(tuán)旗下七〇八所、七一二所聯(lián)合設(shè)計,總長 35.5 米,型寬 10 米,型深 4.5 米,吃水 3.5 米,總電量設(shè)計為 5000 千瓦時??蛇_(dá)到 4000 馬力常規(guī)拖船使用效果,正向拖力 48 噸,航速不小于 13 節(jié),充電一次即可滿足一天的用電需求。

“云港電拖一號” 采用七一二所高安全性磷酸鐵鋰電池組作為主動力源,整船設(shè)計多組電池組互為備用,安全系數(shù)高。相比傳統(tǒng)燃油動力拖船,每年可節(jié)約燃油消耗約 300 噸,減排約 900 噸碳氧化物和 12 噸硫化物,相當(dāng)于 300 多輛小汽車的減排量,完全做到 “零排放” 運(yùn)行。同時,配合連云港港首創(chuàng)的高壓岸電技術(shù),在快充模式下,2 小時即可充滿,運(yùn)營效率大幅提升。

七、結(jié)論

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電動船舶磷酸鐵鋰電池憑借其發(fā)展前景廣闊、技術(shù)特點(diǎn)突出、優(yōu)勢明顯以及安全性高等特點(diǎn),正成為船舶電動化的重要動力源。未來,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,磷酸鐵鋰電池將在電動船舶領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

從發(fā)展前景來看,隨著環(huán)保要求的不斷提高和鋰電池技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步,電動船舶市場規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)大。全球電動船舶市場規(guī)模預(yù)計在 2024 年達(dá)到 450 多億元,并在未來幾年保持增長態(tài)勢。磷酸鐵鋰電池作為電動船舶的主要動力源之一,其市場份額也將不斷提升。在應(yīng)用領(lǐng)域方面,磷酸鐵鋰電池不僅在觀光船、渡船等小型船舶上得到廣泛應(yīng)用,還在貨船、拖輪等大型船舶上開始探索使用。未來,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步拓展,涵蓋更多類型的船舶。

在技術(shù)特點(diǎn)方面,磷酸鐵鋰電池具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和充放電過程。其正極采用正交橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰,穩(wěn)定性高、安全性好。負(fù)極由碳(石墨)與粘合劑的混合物制成,電解質(zhì)用于傳導(dǎo)離子,隔膜起到關(guān)閉或阻斷通道的作用。充放電過程主要發(fā)生在 LiFePO?和 FePO?兩相之間,具有重要的應(yīng)用價值。

在優(yōu)勢方面,磷酸鐵鋰電池在電動船舶上具有多方面的優(yōu)勢。安全性高,采用橄欖石結(jié)構(gòu)的正極材料,電熱峰值可達(dá) 350℃ - 500℃,工作溫度范圍寬廣,成為中大容量、中高功率鋰離子電池首選的正極材料。使用壽命長,完整充電循環(huán)壽命在 2000 次以上,遠(yuǎn)高于鉛酸電池。能量密度高,量產(chǎn)產(chǎn)品單位能量密度較高,且隨著技術(shù)的發(fā)展還將不斷提升,同時價格呈現(xiàn)下降趨勢。環(huán)保無污染,不含任何重金屬與稀有金屬,無毒無污染,符合環(huán)保要求。

在安全性方面,磷酸鐵鋰電池具有良好的安全性能優(yōu)勢和高防護(hù)等級。近年磷酸鐵鋰動力電池及 BMS 電池管理系統(tǒng)發(fā)展迅速,具備在船舶上推廣應(yīng)用的技術(shù)條件。電池包系統(tǒng)設(shè)計采用符合 IP67 以上防護(hù)等級的電池包,可有效規(guī)避水汽、鹽霧及粉塵引發(fā)的安全風(fēng)險。

在應(yīng)用案例方面,眾多電動船舶采用磷酸鐵鋰電池,取得了良好的效果。國內(nèi)首艘大型純電動客船 “君旅號” 和國內(nèi)首艘純電動拖船 “云港電拖一號” 均采用磷酸鐵鋰電池組作為動力源,在環(huán)保、節(jié)能、安全等方面表現(xiàn)出色。

綜上所述,電動船舶磷酸鐵鋰電池具有廣闊的發(fā)展前景和顯著的優(yōu)勢。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展,磷酸鐵鋰電池將在電動船舶領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用,為推動船舶電動化和環(huán)保事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。

朗凱威 www.langkawipower.com

時間 2024/12/06

審核編輯 黃宇

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