7月2日一項(xiàng)新的電池制備技術(shù)通過了中國(guó)高科技產(chǎn)業(yè)化研究會(huì)和中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的科技成果評(píng)價(jià)和產(chǎn)品鑒定。在容量方面與常用的車用電池相比，單位重量下磷酸釩鋰電池的容量要高26%左右，未來(lái)將有希望提高到40%至60%左右，而另有消息稱這一電池預(yù)計(jì)今年年底前在黑龍江省正式投產(chǎn)。

這項(xiàng)名為“方形軟包裝5Ah磷酸釩鋰/石墨鋰離子電池”的新技術(shù)是由天津大學(xué)、哈爾濱遠(yuǎn)方新能源汽車動(dòng)力電池有限公司和黑龍江遠(yuǎn)方新能源科技開發(fā)有限公司共同完成的。

專家認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)在電池低溫性能等方面達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先和國(guó)際先進(jìn)水平，將大大提高新能源純電動(dòng)汽車的續(xù)航里程、低溫行駛、安全性等方面的技術(shù)水平。

天津大學(xué)教授唐致遠(yuǎn)表示，與常規(guī)使用電池相比，以磷酸釩鋰為正極材料的鋰離子電池有著容量高、安全性好、使用壽命長(zhǎng)以及低溫性能優(yōu)異等特點(diǎn)。

目前，在市場(chǎng)中使用較多的就是正極材料為鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰的電池。這些電池雖各有優(yōu)勢(shì)，但卻有一個(gè)共同的缺點(diǎn)：安全性差。

過針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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電動(dòng)汽車電池爆炸或燃燒的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，而鋰離子電池要想在電動(dòng)汽車領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，安全性是必須首先解決的問題。

值得關(guān)注的是，該產(chǎn)品已經(jīng)過了針刺實(shí)驗(yàn)。

天津大學(xué)教授唐致遠(yuǎn)介紹說(shuō)，針刺實(shí)驗(yàn)是用大型的鋼針在電池工作狀態(tài)時(shí)直接刺入電池，人為造成瞬間短路，其模擬的就是新能源汽車在極端狀態(tài)下突然收到強(qiáng)烈撞擊，電池收到嚴(yán)重?fù)p壞時(shí)的狀態(tài)，屬于最極端的電池?fù)p壞狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，目前在用的很多電池會(huì)因?yàn)榧彼佼a(chǎn)生的熱能而發(fā)生燃燒或者爆炸，但磷酸釩鋰電池只是電解液受熱后汽化放出輕微白煙而已，不會(huì)有安全問題。

另外，磷酸釩鋰電池還有一個(gè)突出特點(diǎn)，就是低溫性能非常優(yōu)秀。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在零下20度的環(huán)境條件下，能放出70%的電，即為合格電池。

磷酸釩鋰電池的檢測(cè)結(jié)果顯示，在零下30度的環(huán)境條件下，能夠放高達(dá)81%的荷電量，是目前同類產(chǎn)品中低溫性能最好的一款鋰離子電池。

無(wú)人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備

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而據(jù)介紹，該款電池在高溫情況下放電性能也顯示良好，其檢測(cè)結(jié)果顯示在55度的環(huán)境條件下，能放出93%的荷電量。

這將大大降低由于溫度環(huán)境的改變而給電動(dòng)車帶來(lái)的續(xù)航里程等方面的影響。

專家委員會(huì)認(rèn)為，該技術(shù)成果顯著提高了電池的熱穩(wěn)定性、安全性和循環(huán)壽命，特別是在改善電池的低溫放電性能上取得了突出進(jìn)展，達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先和國(guó)際先進(jìn)水平。

這種新能源電池可廣泛應(yīng)用于電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)汽車、航天特種和生產(chǎn)等，特別適合中國(guó)北方寒冷地區(qū)的使用。

目前我國(guó)新能源汽車采用的電池成分不一，而近日一度傳出“暫停三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄”無(wú)疑引發(fā)了新能源制造商和動(dòng)力電池制造企業(yè)的行業(yè)“巨震”。

有評(píng)論指目前包括北汽、江淮、吉利、南京金龍等大部分國(guó)內(nèi)自主品牌都已經(jīng)推出采用三元鋰電池的新能源車型。有行業(yè)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2017年，三元鋰電池市場(chǎng)占比將達(dá)到50%。一旦“暫停三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄”真正執(zhí)行，剛剛度過的動(dòng)力電池緊缺荒將再度來(lái)襲。

而新能源汽車的大躍進(jìn)式發(fā)展，無(wú)疑又推動(dòng)了電池行業(yè)的噪動(dòng)。

本月8日，國(guó)內(nèi)最早進(jìn)入石墨烯領(lǐng)域的上市公司之一東旭光電推出了世界首款石墨烯基鋰離子電池產(chǎn)品——“烯王”。其在滿足5C條件下，可實(shí)現(xiàn)15分鐘內(nèi)快速充放電，是普通充電產(chǎn)品的1/24，而且能在-30~80℃環(huán)境下工作，循環(huán)壽命更高達(dá)3500次左右。

東旭集團(tuán)有限公司董事長(zhǎng)、東旭光電董事長(zhǎng)李兆廷當(dāng)時(shí)表示：“‘烯王’的問世標(biāo)志著東旭光電的石墨烯產(chǎn)業(yè)正式從實(shí)驗(yàn)室邁入了產(chǎn)業(yè)化階段?！?/p>

隨后東旭光電與泰州市新能源產(chǎn)業(yè)園區(qū)管委會(huì)簽署了投資額達(dá)5億元的“烯王”產(chǎn)線落地協(xié)議，有消息稱東旭光電與美國(guó)凱途能源公司等下游應(yīng)用端廠商也簽署了研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化合特種略協(xié)議。

新能源車在世界范圍內(nèi)正興起一股代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油車的轉(zhuǎn)型浪潮，而眾多冒險(xiǎn)者一直希望電池行業(yè)能夠復(fù)制當(dāng)年IT行業(yè)的摩爾定律，不過在漫長(zhǎng)的研發(fā)路上，電池行業(yè)不可能實(shí)證芯片曾經(jīng)創(chuàng)造的傳奇，電池的電容量以每年5%的速度增長(zhǎng)已是技術(shù)的極限。

在層出不窮的技術(shù)突破背后有著政府資金扶持的蛋糕誘惑，在我們看到這些振奮人心的消息時(shí)，自然希望這些實(shí)驗(yàn)室的產(chǎn)品盡快商業(yè)化接受市場(chǎng)的檢驗(yàn)。

最后我們從化學(xué)的角度來(lái)分析一下磷酸釩鋰電池的秘密

磷酸釩鋰的結(jié)構(gòu)

在人們研究磷酸釩鋰的結(jié)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)，磷酸釩鋰具有單斜和菱方兩種晶型。由于單斜結(jié)構(gòu)的磷酸釩鋰具有更好的鋰離子脫嵌性能，因此人們研究較多的是單斜結(jié)構(gòu)的磷酸釩鋰。單斜的磷酸釩鋰擁有三維骨架結(jié)構(gòu)，鋰離子存在于三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的空穴處，每個(gè)晶胞由4個(gè)(VO6)2(PO4)3單元構(gòu)成，這其中的每個(gè)單元包含了3個(gè)Li+離子晶體，以及每個(gè)晶胞里面的12個(gè)鋰離子。

由于VO6八面體被聚陰離子基團(tuán)PO4分隔開來(lái)，導(dǎo)致單斜結(jié)構(gòu)的磷酸釩鋰材料的電子電導(dǎo)率只有10-7S/cm數(shù)量級(jí)，遠(yuǎn)低于金屬氧化物正極材料鈷酸鋰的10-3S/cm和錳酸鋰的10-5S/cm。不難看出由于它內(nèi)部特殊晶體結(jié)構(gòu)的存在，使得磷酸釩鋰電池在高低溫下都很好的放電性能。

磷酸釩鋰的合成

單斜結(jié)構(gòu)的磷酸釩鋰材正極材料的主要合成方法有：高溫固相合成法、碳熱還原法和熔膠凝膠法等。磷酸釩鋰材料的高溫固相合成方法是用純氫氣或以氫與氬混合氣作為還原劑，在850℃左右高溫下把含五價(jià)釩的V2O5還原成含三價(jià)釩，生成磷酸釩鋰。并且與軟化學(xué)方法相比，高溫固相法更易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

最后，我們來(lái)進(jìn)行一下新能源車常用電池的對(duì)比。

鉛酸電池

鉛酸電池作為比較成熟的技術(shù)，因其成本較低，而且能夠高倍率放電，依然是唯一可供大批量生產(chǎn)的電動(dòng)車用電池。但是鉛酸電池的比能量、比功率和能量密度都很低，以此為動(dòng)力源的電動(dòng)車不可能擁有良好的車速及續(xù)航里程。由于技術(shù)的不斷革新，該電池目前已經(jīng)被新一代電動(dòng)汽車所淘汰，而被更多地應(yīng)用到廉價(jià)的電動(dòng)自行車上。

鎳鎘電池和鎳氫電池

鎳氫動(dòng)力電池剛剛進(jìn)入成熟期，是目前混合動(dòng)力汽車所用電池體系中唯一被實(shí)際驗(yàn)證并被商業(yè)化、規(guī)模化的電池體系。雖然性能好于鉛酸電池，但含有重金屬，使用遺棄后對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染。該電池應(yīng)用在第4代普銳斯車型上面，鋰電池組版本僅有56Cells，而鎳氫電池組則有168個(gè)Cells，這也是豐田表示其成本相去甚遠(yuǎn)的原因。

磷酸鐵鋰電池

磷酸鐵鋰電池也是一種鋰電池，其能量不到鈷酸鋰電池的一半，但是其安全性高，循環(huán)次數(shù)能達(dá)到2000次，放電穩(wěn)定，價(jià)格便宜，成為車用動(dòng)力新的選擇。該電池大多數(shù)運(yùn)用在國(guó)產(chǎn)汽車上，像我們熟知的品牌比亞迪和北汽紳寶都使用的是磷酸鐵鋰電池。