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车用动力电池仍离不开磷酸铁锂

9月26-27日,中国电动汽车百人会在上海嘉定汽车城举办了最新一期的产业培训,本期主题是“电动汽车核心技术突破与创新”,中科院物理所研究院研究员、

9月26-27日,我国电动轿车百人会在上海嘉定轿车城举办了最新一期的工业培训,本期主题是“电动轿车核心技能打破与立异”,中科院物理所研讨院研讨员、博士生导师黄学杰、武汉大学化学与分子科学学院教授、博士生导师艾新平作为职业专家代表对动力电池及要害部件、核心技能,及下一代电池技能道路做了具体深化地论述。

华霆(合肥)动力技能有限公司总司理周鹏、上海电驱动股份有限公司副总司理张舟云、精进电动科技有限公司董事长、总工余平、上海捷新动力电池体系有限公司工程部副总工程师朱玉龙、新能源轿车动力体系专家王英、华域轿车电动体系有限公司电机规划高档司理宋志环环绕电驱动开展趋势与前沿技能共享了实践中的经历。

动力电池作为电动轿车的核心部件,它的功能影响着整车的速度、续驶路程等诸多方面,所以一直以来,对电池技能的研讨从未中止过。由于不同资料对电池功能的影响,终究哪种资料才是最适合车用的动力电池更是业内热议的焦点,也是攻关的难点。

磷酸铁锂过期了?

作为“十二五”国家863方案电动轿车转向全体组专家的黄学杰首要从事锂二次电池及其相关资料、工艺和装备技能的研讨,他指出动力电池在我国的开展首要有两条技能道路,别离针对商用车和乘用车,商用车首要挑选磷酸铁锂电池,估计本年能打破160 Wh/kg;而乘用车由于比照能量有较高要求,所以三元资料电池遭到更多喜爱,现在电池单体的比能量可以到达220 Wh/kg,而电池包体系能到达150 Wh/kg。

中科院物理所研讨院研讨员、博士生导师黄学杰

但是这样的比能量并不能满意人们对更长续驶路程的要求,所以人们还在不断测验不同的资料。黄学杰介绍,除了钴酸锂在手机上使用以外,其他锰酸锂、磷酸铁锂、三元资料、高镍富锂等都在不同程度上具有必定的优势。

其间,NCA三元资料由于其单体比能量高,贮存寿数长,而遭到一些喜爱,法国的SAFT公司就从前将这种资料的电池用在卫星上,现在,特斯拉也相同装备的是NCA电池。但另一方面NCA的循环寿数却较低,更重要的是其安全功能较差。尽管单体比能量高,但成组后的比能量却大幅下降。为了确保更长的续驶路程,必定需求更多量的单体,那么在安全方面就会发生必定的危险。

黄学杰对上述几种资料的电池做了较为具体的比较,钴酸锂尽管功能杰出,但本钱很高,所以只使用于手机中;锰酸锂本钱较低,现在在商用车范畴需求较多,但其比能量较低,所以低速车、两轮车比较适用。归纳比较看来,黄学杰以为,磷酸铁锂循环寿数长,安全性、稳定性强,本钱也正在逐步下降,所以依然是现在的干流挑选。

关于这一观念,艾新平持相同情绪。曾参加国家科技部《新能源轿车转向》攻略编写的他坚决对立为了添加续驶路程而盲目添加电池分量的做法,由于这种做法会导致车辆全体分量上浮,那么能耗也随之升高,使得电动轿车反而不环保,且这种做法导致本钱也大幅度添加,不利于市场推广。

所以艾新平着重,动力电池全体的开展方向,有必要在满意安全性、长寿数、循环寿数等指标下大幅度进步比能量。归纳比较各种资料电池,他相同以为锂离子电池仍是动力电池开展的要点。

怎么进步磷酸铁锂的比能量?

黄学杰提出,磷酸铁锂持续研制的要点不是资料自身的改善,而是在于电池的规划以及配套的负极资料方面。在他看来,磷酸铁锂通过这些年的开展,现已形成了年产10万吨以上的产能,资料的技能现已十分成熟了。那么接下来需求要点研讨的是给磷酸铁锂配什么样的负极资料才干更好的发挥其优秀功能。

黄学杰以两种资料为例,一种是可以在低温下快速充电的,另一种是可以有更高比能量的。低温下可以快充的是石墨烯资料,具有较高比能量的是硅碳资料,且有必要是纳米级的硅。

对此,艾新平表明,想要进步磷酸铁锂的比能量,就有必要处理硅负极的循环库伦功率低和富锂锰基的电压衰减问题,才有望开展出比能量打破400Wh/kg的先进锂离子动力电池;而从远期看来,革新式锂离子电池较锂硫、锂空更具有实际可行性。他提出,开发依据阴离子电荷补偿机制的高容量富锂氧化物正极(≥350mAh/g),可以开展出比能量大于500Wh/kg的动力电池。

武汉大学化学与分子科学学院教授、博士生导师艾新平

艾新平着重安全性决议了高比能量电池装车使用的远景,开展自发热操控技能和全固态电池是可行的处理方案,所以有必要要赶紧攻关。而高载量电极是完成电池高比能的根底,依据极化模型,开发梯度孔率电极,关于高比能电池开展具有重要作用和含义。

磷酸铁锂优势益发闪现

黄学杰介绍,现在新一代的磷酸铁锂电池单体的比能量现已可以到达175Wh/kg,成组后可以满意商用车150Wh/kg的要求。在他看来,沿着上述道路持续研制,到2020年磷酸铁锂电池包完成180Wh/kg的方针是可完成的,且还有更大的开展空间。黄学杰还指出,磷酸铁锂不仅在我国的工业根底比较雄厚,更重的是,其在商用、在储能方面也均有使用空间。

除此以外,艾新平说到,固态电池是未来的必定趋势,而固态电池对立氧化才能、低温导电率等都有较高要求,而现在盛行的三元资料、钴酸锂等都无法完成,只要磷酸铁锂电池可以满意。

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