鉅大LARGE | 點擊量：614次 | 2022年09月30日
這些黑科技，能讓動力鋰電池上天
我們知道
純電動汽車的三大核心部件：
電機(jī)、電池、電控
這其中最核心的就是動力電池了
成本幾乎占到整車的一半以上
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%
沒有它，再好的電動汽車也得趴窩！
哪家車企掌握了電池技術(shù)
才會在市場中掌握最合心的競爭力！
高鎳三元是主流
目前，市場上以鋰離子動力電池為主要發(fā)展方向，命名的時主要是根據(jù)電池正極使用的材料來對電池進(jìn)行命名的。它種類有很多，比如：鈦酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、三元鋰電池等，這些鋰離子電池都是使用鋰金屬或含鋰的金屬合金作正極、碳棒石墨等材料作負(fù)極，具有類似的結(jié)構(gòu)和工作原理。
從最初以磷酸鐵鋰電池為主流，到2015年三元鋰電池后來居上，再到今年上半年三元鋰電池取代磷酸鐵鋰電池成為主流電池，目前國內(nèi)三元鋰電池體系均為鎳鈷錳酸鋰(NCM)。鎳在其中起到提高材料能量密度的作用，根據(jù)三種過渡金屬離子占比不同，分為低鎳的NCM424、NCM333、NCM523和高鎳的NCM622、NCM811等材料。其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程主要是從低鎳的333、523等向高鎳的622、811方向發(fā)展，寧德時代、比亞迪、松下電池、三星SDI、LG、SKI等也紛紛布局量產(chǎn)高鎳三元電池。
數(shù)據(jù)顯示，我國動力電池2018年1-9月累計產(chǎn)量達(dá)46.0GWh，三元鋰電池累計生產(chǎn)24.9GWh，占總產(chǎn)量的比重為54.1%；磷酸鐵鋰電池累計生產(chǎn)20.4GWh，占總產(chǎn)量的比重為44.4%。
不過，隨著隨著補(bǔ)貼退坡，政策對動力電池能量密度標(biāo)準(zhǔn)的提高、以及市場對電動汽車安全及續(xù)航等方面問題的不滿、成本偏高、日韓電池企業(yè)逐步入華參與競爭等因素的不斷加深，國內(nèi)電池企業(yè)壓力倍增，尋求技術(shù)突破，刻不容緩！
固態(tài)電池被看重
全固態(tài)鋰電池，是一種使用固體電極材料和固體電解質(zhì)材料，不含有任何液體的鋰電池。在目前各種新型電池體系中，固態(tài)電池采用全新固態(tài)電解質(zhì)取代當(dāng)前有機(jī)電解液和隔膜，具有高安全性、高體積能量密度，同時與不同新型高比能電極體系(如鋰硫體系、金屬-空氣體系等)具有廣泛適配性，可進(jìn)一步提升質(zhì)量能量密度，從而有望成為下一代動力電池的終極解決方案，引起日本、美國、德國等眾多研究機(jī)構(gòu)、初創(chuàng)公司和部分車企的廣泛關(guān)注。
國內(nèi)不少科研院所、企業(yè)已開始布局固態(tài)電池領(lǐng)域。比如中科院寧波材料所跟贛鋒鋰業(yè)合作，正在推進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化。可喜的是，江蘇清陶（昆山）能源發(fā)展有限公司（以下簡稱“清陶發(fā)展”）已于今年11月建成并投產(chǎn)全國首條固態(tài)鋰電池產(chǎn)線，可日產(chǎn)1萬只固態(tài)電池，年產(chǎn)能達(dá)到100兆瓦時。目前，清陶能源已經(jīng)開發(fā)出單體能量密度達(dá)到430Wh／kg的高能量密度全固態(tài)電池，在量產(chǎn)階段可達(dá)到300Wh／kg以上，可達(dá)到2020年國家要求的300Wh／kg的標(biāo)準(zhǔn)。
但目前固態(tài)電池基本都處于初始研究階段，想要在新能源汽車上全面應(yīng)用，還有很長的路要走。中科院院士歐陽明高曾表示，預(yù)計全固態(tài)鋰電池會在2025-2030年之間取得突破。
動力電池黑科技
可別想著國內(nèi)外電池企業(yè)們會老老實實一頭扎進(jìn)鋰離子動力電池不能自拔，對于他們的話講，雞蛋千萬別放在同一個籃子里。吃著碗里的，他們永遠(yuǎn)能同時盯著好幾口大鍋。因此，黑科技動力電池層出不窮。
石墨烯電池
世界上的首款石墨烯聚合材料電池由西班牙Graphenano公司和科爾瓦多大學(xué)合作研發(fā)，其中Graphenano公司也是世界上第一家以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)石墨烯的公司。目前常見的三元鋰電池能量密度在180-200mAh/g，而石墨烯聚合材料電池的能量密度則可以超過600mAh/g，同等重量的電池續(xù)航里程是原來的3倍。
同位素電池
它實際上跟核反應(yīng)（核聚變、核裂變）無關(guān)，它是利用放射性同位素的衰變來產(chǎn)生能量的。其最大的特點是壽命長，可達(dá)十多年甚至上百年，在這期間，同位素核電池不需要充電，就可以持續(xù)地釋放電能。
雙極電池
類似燃料電池，由串聯(lián)連接的堆疊電極組成，只是電極是雙極的，即電池的陰極和陽極的活性材料應(yīng)用于一個公共的電極載體上。戴姆勒主導(dǎo)研發(fā)的此類電池可讓電動汽車的最高續(xù)航里程達(dá)1000公里，可以有效地解決目前的三元鋰電池供應(yīng)續(xù)航能力不足的問題。
鈉離子電池
南京理工大學(xué)夏暉教授與中外團(tuán)隊合作，首創(chuàng)結(jié)構(gòu)設(shè)計和調(diào)控方法，在錳基正極材料研究方面取得重要進(jìn)展，使低成本鈉離子電池有望取代鋰離子電池。這種正極材料制成的電極比容量達(dá)到211.9毫安時每克，而目前市面上流通的鋰電池正極材料比容量約為140毫安時每克。充放電過程中，這種正極材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定無相變，體積變化僅為2%，循環(huán)充放電1000次后，比容量保持率高達(dá)94.6%，而電池行業(yè)一般的比容量保持率標(biāo)準(zhǔn)約為80%。
氟離子電池
本田研究院的科學(xué)家聯(lián)合加州理工學(xué)院和美國國家特種航天局噴氣推進(jìn)實驗室的研究人員宣布，他們已經(jīng)開發(fā)出一種溫度更穩(wěn)定的氟離子電池技術(shù)。這一突破將使電池不僅比現(xiàn)在的鋰離子電池高能量10倍，而且對環(huán)境更有利。
鋁空氣電池
以色列公司Phinergy正在開發(fā)一種鋁空氣電池，電池中的鋁板從空氣中吸收氧氣，與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成氧化鋁，并釋放能量。該電池在工作時只消耗鋁和少量的水，鋁可以回收循環(huán)使用，不污染環(huán)境。100公斤重的鋁空氣電池在理論上可以為電動汽車儲存能行駛3000公里的電量。
以上種種，只是列舉了最新公布的動力電池研究技術(shù)，大都只是停留在理論或者實驗室階段，距離商業(yè)化量產(chǎn)還有很長的路要走。
氫燃料電池也搶得一席之地
2018年我國新能源補(bǔ)貼政策，已將氫燃料電池列為補(bǔ)貼對象，把氫燃料電池與固體電池兩條腿作為未來動力電池技術(shù)儲備，所以在政策導(dǎo)向下，氫燃料電池行業(yè)的布局已在國內(nèi)相關(guān)企業(yè)展開。中、法、英、美、德、日，宇通、豐田、福特、大眾、雪鐵龍、長城汽車、中化能源等眾多國家、企業(yè)紛紛布局氫燃料電池產(chǎn)業(yè)，不過氫燃料電池本身具有過高的成本，也存在一定的安全性問題，且氫燃料電池的催化劑用的是鉑金，此種資源本來就很少，大量商業(yè)化也存在不小的瓶頸。
未來幾十年，燃油車終將推出歷史舞臺，發(fā)展新能源汽車乃大勢所趨。各種技術(shù)路線方向紛繁多樣，未來走勢如何，百花齊放，各展所長，市場選擇，產(chǎn)品說話！
