電池能量密度和安全性如何協同提升 多元材料成為主流

時間:2019-12-25 17:16:58 來源:電池網

調查顯示,近期新能源汽車起火事故頻發,已成為私人消費市場對新能源汽車接受度不高的原因之一。今年夏季是新能源汽車自燃事故的高發期。相關統計數據顯示,在5月到7月的3個月時間里,新能源汽車國家監管平臺統計發現了79起電動汽車安全事故,涉及車輛96輛。

专业的男人福利网站“新能源汽車行業面臨的安全問題主要還是電池安全性和可靠性的問題。”北京大學應用化學研究所教授其魯表示,“這些問題的出現不是簡單的補貼退坡所致,本質還是材料問題和電池本身的技術問題。”行業人士認為,能量密度和安全性同時提升,是電動化時代對電池的必然要求。

方形疊片、無模組 BMS管理是重要方向

“電動汽車電池能量密度的提高,不但能解決里程焦慮問題,還能減低電池成本,全世界科學家在這方面做了很多努力。”清華大學鋰離子電池實驗室主任何向明如是說。據了解,提升能量密度的傳統方法有提高壓實密度、減薄隔膜、減薄銅鋁箔、減少安全設計冗余等。不過,這些傳統方法,無法兼顧同時提升能量密度和安全性。目前,很多動力電池企業都在圍繞能量密度與安全性協同研究創新性解決方案。

電池工藝經歷了從圓柱卷繞、方形卷繞、軟包疊片、軟包卷繞、方形疊片的演變過程。據蜂巢能源科技有限公司總經理楊紅新介紹,在兼顧能量密度和安全性方面,方形疊片工藝有著先天優勢,不僅能夠保持電池密封性,提高密度,還可以降低成本。在保證放電功率性能的同時,提高回充的功率性能,同時降低短路風險。

专业的男人福利网站值得關注的是,動力電池逐漸向無模組方向發展。行業人士表示,無模組電池包能量密度較傳統電池包提升10%~15%,傳統電池包能量密度平均為180Wh/kg,而無模組電池包能量密度可達到200Wh/kg以上。“取消模組之后,釋放出的空間不僅可以增大電芯間隙,還可以增大電池距離下箱體邊梁的間隙。只要間隙設計合理,遠離側邊梁,在提高能量密度的同時還能提高安全性。”楊紅新表示,此外,把電池管理系統做好也是一種更低成本、更高效率解決能量密度和安全性之間矛盾的有效方式。

多元材料成為主流

专业的男人福利网站由于目前負極材料的能量密度遠大于正極材料,所以提高能量密度就要不斷升級正極材料。國內外動力鋰電池正極材料技術路線主要有3個流派:磷酸鐵鋰派、錳酸鋰派、三元派(NCA/NCM)。用磷酸鐵鋰作為正極材料,電池充放電循環壽命長,但其能量密度、高低溫性能、充放電倍率特性均較差,且生產成本較高,目前磷酸鐵鋰電池技術和應用已經遇到瓶頸;用錳酸鋰作為正極材料,電池能量密度低、高溫下的循環穩定性和存儲性能較差;多元材料因具有綜合性能高和低成本的雙重優勢日益被行業所關注和認同,逐步超越磷酸鐵鋰和錳酸鋰成為主流的技術路線。

专业的男人福利网站三元材料主要以NCM三元和NCA三元為主。在三元材料中,隨著鎳元素含量的升高,正極材料的比容量逐漸升高。隨著人們對電動車續駛里程的要求越來越高,高鎳體系的NCM811和NCA材料的研發也越來越迫切。楊紅新表示:“由于鈷資源的稀缺性,無鈷材料可以極大程度降低成本,但高鎳無鈷電池材料也面臨著很多技術挑戰,預計未來70%的無鈷電池材料有希望開發成功。”

“電池技術發展的路徑,一條是顛覆性的,一條是漸進式的。目前電池企業大部分都在做漸進式開發。”何向明表示,“可以用紅磷做為負極材料,也可以全部用硅,那么整個電池的設計、電解液體系都要做相應改變,這就是顛覆式開發。”中國動力電池創新聯盟副秘書長王子冬強調,提升動力電池性能,不僅需要改進正負極材料,還需要兼顧工藝、設計等方面的改進。

凡網站注明來源非CBC金屬網的文章等其他內容均轉載自其他媒體,轉載目的在于傳遞更多信息,不代表本網贊同其觀點和證實其內容的真實性。如其他媒體、網站或個人轉載使用,必須保留注明的“信息來源”,并自行承擔法律責任。如因版權或其它事宜需要同CBC金屬網专业的男人福利网站聯系,請致電15333612035。

免責聲明:CBC金屬網致力于打造全面權威的金屬信息平臺,努力為金屬行業研究及從業者,提供全方位的數據信息服務和決策支持。但本網站信息僅供參考,不作為投資者決策的直接建議,任何依據網站信息進行的投資、買賣、運營等行為所產生的風險應自行承擔,與CBC金屬網無關。