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提高動力電池的比能量密度

鉅大LARGE  |  點擊量:1464次  |  2019年04月14日  

當前,我國的新能源汽車市場正在持續(xù)擴張,新能源汽車生產(chǎn)量達51.7萬輛,銷售量達50.7萬輛,同比2015年分別增長51.7%和53%。目前雖然有混合動力電動汽車、插電式電動汽車,但是我們的終極目標是實現(xiàn)純電驅動的普及,徹底擺脫汽車對石油的依賴。


那么,實現(xiàn)這個目標的關鍵就是在保證高安全性、長壽命、低成本的前提下,提高動力電池的比能量密度。


電池的比能量密度高,可以顯著延長電動車續(xù)航里程,也可以大幅度提高車的有效負載量,同時還有利于降低成本。提高電池的能量密度,一種方法就是提高工藝水平,尤其是提高電極壓實密度,這也實際上是提高電池殼的空間利用率。


近中期來說,電池所涉及的正極材料是NCM、NCA和富鋰錳基,負極材料是石墨和硅。這些材料當中,NCM、NCA、石墨的運用是比較成熟的,需要重點攻關的材料就是富鋰錳基和硅基負極,而富鋰錳基的充電電壓較高,這涉及到高抗氧化性電解液的開發(fā)問題。


錳基固溶體正極存在的主要問題首先是它的首周銷率低,長期循環(huán)穩(wěn)定性得不到保障;其次是它的充電電壓達到4.8V,現(xiàn)有的電解液無法滿足此條件,需要開發(fā)新的電解液。

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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%

硅基負極是一種合金化的負極,它的處理過程中伴隨著巨大的體積膨脹,這會導致材料的粉化,使容量快速衰減;同時因為體積變化,所以在硅的鋰化過程中導致SEI膜的反復破壞和形成,使庫倫效率降低。


下一代動力電池需要解決的主要問題是安全性。如果短路和過充某種原因導致電池溫度升高,SEI膜分解,之后副反應就會被相繼引化。溫度升高會導致熱失控,電池熱量瞬間非常大,導致爆炸和燃燒。但是,如果我們加緊這些技術的應用和開發(fā),就有可能會讓電池變得十分安全。


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