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分析:電池技術發(fā)展飛速,淺談新能源電池的分類

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年04月29日  

  以“定義汽車新生活”為主題的北京車展正式開幕,這次展會也吸引了來自全球范圍的汽車企業(yè)及品牌。


  本屆車展共展示車輛1022臺,其中新能源車174臺,占其中的17%,可見新能源汽車已經成為各大車企關注的重點,而關于新能源汽車的技術、理念以及創(chuàng)新產品也將悉數(shù)展示給公眾。


  而據(jù)外媒報道,西北太平洋國家實驗室研發(fā)了新的電池電解液配方,旨在延長電池的使用壽命及電池容量,從而提高電動車的續(xù)航里程數(shù)。


  研究人員向電解液內加入了氟基溶劑,鋰鹽將變?yōu)辂}化集群,可在溶液內形成局部的球狀高濃度鋰鹽,防止電解質遭腐蝕,從而避免鋰晶枝的形成。


  鋰晶枝即鋰鹽在結晶時,結晶物形成的晶枝或枝狀物結構,外形酷似雪花及霜花。鋰晶枝極容易導致電池短路,從而影響電池的使用壽命。


  而且該電池的電解液構想已在實驗室電池電芯上做過測試,不過電芯的尺寸只有手表電池一般大小。比起傳統(tǒng)電解液電池在充放電100次后能夠維持電池容量,新研發(fā)的電解液能夠經受700次的充放電過程,使得電池的壽命翻了7倍。


  一直以來,電動汽車的續(xù)航里程都是阻礙其發(fā)展的重要原因,關于電解液的新構想雖然暫時不能應用在電動車電池上,但讓我們看到了電池技術發(fā)展的迅速。


  電池作為新能源的重要組成部分,它的性能在很大程度上決定了車輛的綜合表現(xiàn),那么目前市場上的主流新能源電池有哪幾種,又分別有怎樣的特性呢?讓我們來盤點一下。


  磷酸鐵鋰電池,在2017年電動汽車大面積轉向三元鋰電池以前,許多的車輛都采用了磷酸鐵鋰電池作為儲能裝置。


  磷酸鐵鋰電池的使用壽命比較長,一般情況下它的循環(huán)使用壽命能夠達到2000次。而且它的熱穩(wěn)定性在所有的鋰電池中最好。其電熱峰值可達到300-500℃,超過500℃后,內部的化學成分才開始溶解,這也使它的安全性得到充分的保障。


  而且磷酸鐵鋰電池的成本較低,電池的成本在一輛純電動汽車中占有極大的比重,降低電池成本對于提升車輛的性價比有非常明顯的作用。


  雖然磷酸鐵鋰電池有著相當多的優(yōu)點,但是它也存在一些缺點,讓電動車企業(yè)紛紛轉向了三元鋰電池。它的能量密度比較低,如果要達到一定的續(xù)航里程的話需要較高的車輛自重,這對于控制能耗顯然是不利的。


  尤其是我國新能源政策的補貼,對于不同續(xù)航里程有不同的補貼金額,但是磷酸鐵鋰電池由于本身的特性限制,能量密度很難提高,因此逐漸被三元鋰電池所取代。


  三元鋰電池是指正極材料使用鎳鈷錳酸鉀三元正極材料的鋰電池。其最大的優(yōu)勢在于能量密度高,能夠達到200Kwh/kg,對于車體的輕量化設計有較大的幫助。而且隨著電池行業(yè)的快速發(fā)展,它的價格也來到一個廠家能夠普遍接受的位置。


  不過三元鋰電池的缺點同樣十分明顯,它的分解溫度在250-350℃左右,內部化學成分分解會釋放氧分子,在高溫的作用下,內部的電解液會迅速燃燒,因此電池有自燃或爆炸的危險。不過隨著技術的進步,陶瓷隔膜的廣泛應用,三元鋰電池的安全問題得到有效的改善。


  雖然鎳氫電池現(xiàn)在少有人提及了,但是它曾經也在電動汽車市場占有統(tǒng)治地位,搭載鎳氫電池的HEV在全球的累計銷售量也達到了1000萬輛。目前除豐田旗下車型外,幾乎沒有其他車型搭載此類電池。


  鎳氫電池是一種性能良好的蓄電池,主要分為高壓鎳氫電池和低壓鎳氫電池,而目前我們所接觸的新能源汽車采用的是低壓鎳氫電池。


  它的能量密度與普通鋰電池的差距并不大,不過由于電池的單體壓力僅為1.2V,在要求電壓一定的情況下,其電池組的體積要比鋰電池大很多。


  最后不得不說的是氫燃料電池,它的基本原理是電解水的逆反應。氫燃料電池具有能量轉換效率高、無污染、壽命長運行平穩(wěn)等優(yōu)點,而且它沒有污染物排放,因為它反應后的產物是水。


  雖然氫燃料電池具有如此多的優(yōu)點,它的缺點也比較明顯。它的儲存、轉運的要求都比較高,而且由于氫氣易燃易爆炸的特性,運輸?shù)倪^程需要鋪設專門的管道。


  但是目前關于氫燃料電池運輸轉運的配套設施仍然不夠完善,因此氫燃料電池沒有得的廣泛的推廣應用。


  新能源汽車的快速發(fā)展離不開電池技術的支持,解決電池的續(xù)航能力便成了問題的關鍵。


  隨著西北太平洋國家實驗室研發(fā)出新電解液技術,相信會有更多的電池技術被開發(fā)出來,電池的續(xù)航里程也將不再是新能源汽車發(fā)展的痛點。


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