三元锂离子
动力电池
目前曾经看到能量密度的“天花板”了,高镍资料、碳硅负极的锂电池单体能量密度最高应该在300Wh/kg左右,正负不超越20Wh/kg。
——国度“863”方案节能与新动力汽车严重项目总体专家组专家肖成伟。
依照国度动力电池技术道路图的规划,2020年锂离子电池的单体能量密度目的为350Wh/kg,从目前的动力电池技术来看,肖成伟以为这一目的能够无法到达。
而如今间隔2020年还有2年工夫,可以产业化的下一代动力电池也并没有浮出水面。
目前,我国新动力汽车市场上的纯电动汽车所搭载的动力电池,大少数为三元锂资料和磷酸铁锂资料电池。虽然相比铅酸和镍氢电池,能量密度曾经有了极大的进步,但是仍然难以消除消费者的里程焦虑困扰。
毫无疑问,动力电池技术瓶颈在很长一段工夫内,障碍了新动力汽车产业化进程。
那么,锂离子电池密度终究还能不能再进步了?
无论是三元锂资料电池还是磷酸铁锂电池,根本都由四大关键局部组成,即正极、负极、电解液和膜。如今基于这四种组成局部的锂电池,再进步能量密度并做到产业化使用,能够性不大。
一项新技术从实验室走向使用,往往要阅历很多年的工夫。
上海市机动车检测中心副主任缪文泉以为,2020年并不是一个悠远的将来,目前还没有看就任何确定性的处理方案,能够达成上述目的的新一代动力电池体系也屈指可数。
那么动力电池达不到技术道路规划的目的,我国新动力汽车开展的进程会不会受阻?
当然不会!
由于影响动力电池功能的不只仅是比能量密度一个目标,还有动力电池的比功率密度、平安性、分歧性、循环寿命等多种要素,在众多目标和本钱之间找到一个产业化使用的均衡点,才是支撑新动力汽车开展的关键。
此外,目前日韩正在研讨 胶体电池 ,这是一种没有电解液和隔阂的新型电池,有能够给电池带来量变,但是如今还没有产业化的音讯。
在缪文泉看来,进步动力电池比能量的技术途径有很多:
一是工艺提高,但如今电池工艺设计已绝对成熟,进步电池比能量的空间不大;
二是资料功能的提升,受制于本身物化功能,以磷酸铁锂和三元锂为正极、碳资料为负极的锂离子动力电池在能量密度上很难有大的打破;
三是新资料、新体系,即开发高比能新资料、开展动力电池新体系是将来动力电池比能量大幅度提升的次要途径。
假如不能无效地进步电池能量密度,那么是不是可以思索从给电池包全体减重的角度去进步能量密度呢?
中国电池工业协会张旻昱博士通知《电动公会》,这个思绪完全可行。她表示,动力电池电池包中,电芯的分量普通在1/3-2/3之间,其他局部为电路板、壳体等配件。假如将这些配件的分量无效降低,同时维持现有电芯能量密度的状况下,电池包全体的能量密度会有一个分明的进步。
在2010年左右,动力电池包由于平安等需求,往往采用金属外壳,电池包全体能量密度很低。后来在改换高聚合物外壳后,能量密度就有了一个大幅的进步。
电池包能量密度是一个零碎成绩,进步电芯能量密度是一个直接手腕,但是假如做好电芯的布置,电路的规划,加重壳体分量,为电池减负,也是进步电池能量密度的一个无效手腕。
在实践使用中,《电动公会》理解到北汽新动力EV200车型的电池箱下箱体运用铝合金资料,上盖采用复合资料,可以无效减重几十公斤。
北汽新动力副总经理王可峰表示,经过降低电池箱全体分量,可以完成整车减重,是提升电池箱能量密度的一个无效手腕。另外他表示,改换更轻资料普通都会招致电池本钱的下跌,如今北汽新动力也在加紧这方面的研讨,争取使用更轻更强本钱更低的资料。
目前来看,各大电池企业为达成350Wh/kg的目的,不只需求研发新电池,还要对电池包停止减重,两者要并行。
动力电池由于拆卸在汽车之上,需求经过各种工况的测试,要保证一定的构造平安。将钢壳换成碳纤维壳或其他资料的外壳,只需能保证强度要求,完全可行。
另外,电池包另一项重要目标是散热与均热才能。假如电池组部分过热,会招致电池内阻不分歧,电芯放电容量下降,那些放电不充沛的电芯从某种意义上说,为电池包增了重。
虽然电池包能量密度到达350Wh/kg,光靠为电池减重能够是无法到达的,但是动力电池作为一个零碎,这方面的作用不能无视。国际企业比拟缺乏根底性研讨,过度追求高比能量电芯,这是错误的,应该平衡开展,在研发新型资料电池的同时,注重对现有电池体系的减重。
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