動(dòng)力鋰電池組技術(shù)瓶頸有哪些？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-15 17:20
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鋰電池的技術(shù)瓶頸和技術(shù)路線分析。電動(dòng)汽車的發(fā)展需要更好的電池，鋰電池的比能、壽命、安全性和價(jià)格對(duì)純電動(dòng)汽車的發(fā)展至關(guān)重要。目前，鋰電池技術(shù)相對(duì)成熟，瓶頸問題在所難免。如何突破這一瓶頸，使電池技術(shù)得到進(jìn)一步的發(fā)展，是本文討論的主題。
鋰電池組。JPG
動(dòng)力鋰電池的技術(shù)瓶頸
1. 近距離:隨著科技的不斷發(fā)展，鋰電池電動(dòng)汽車的行駛里程從最初的不足100公里增加到約300公里，單車型行駛里程超過400公里。但這距離以汽油為動(dòng)力的汽車長(zhǎng)達(dá)500公里的長(zhǎng)途跋涉還有很長(zhǎng)的路要走。
第二，充電速度慢:與短途相比，鋰電池組的慢速充電是電動(dòng)汽車更大的約束。在正常速度下，一輛電動(dòng)汽車充滿鋰離子電池需要4到8個(gè)小時(shí)?，F(xiàn)在還有靈活的可充電鋰電池，可以在1 ~ 2小時(shí)內(nèi)充滿電，但其負(fù)面影響很大，使用壽命會(huì)減少到原來的1/3，而且電池功能會(huì)明顯下降。加油車不存在這些問題，加油時(shí)間不超過5分鐘，安全性和穩(wěn)定性可以得到保證。
三、安全功能有待提高:自鋰電池誕生以來，安全問題一直困擾著消費(fèi)者。從手機(jī)、筆記本電腦到如今的電動(dòng)汽車，安全事故層出不窮。
鋰材料技術(shù)
●陽極和陰極材料
目前，鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鈷錳鎳鋰等正極材料已經(jīng)成熟。氧化鋰鈷材料的比容量為200-210 ma·h/g，材料的真實(shí)密度和極板的壓實(shí)密度均為現(xiàn)有正極材料中最高的。商用鋰鈷氧化物/石墨系統(tǒng)充電電壓可提高4.40v，已經(jīng)可以滿足智能手機(jī)和平板電腦對(duì)大容量能量密度軟包電池的需求。錳酸鋰原料成本低，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，熱穩(wěn)定性高，抗過充性好，放電電壓平臺(tái)高，安全性高。適用于輕型電動(dòng)汽車的低成本電池，但在循環(huán)過程中存在理論容量低、錳溶解等問題，可能會(huì)影響電池在高溫環(huán)境下的使用壽命。
●負(fù)面材料
可用于動(dòng)力電池的陰極材料有石墨、硬/軟碳及合金材料。石墨是目前廣泛應(yīng)用的陰極材料，具有360毫安時(shí)/克的可逆容量。非晶質(zhì)硬碳或軟碳開始被使用，但主要是與石墨混合使用，因?yàn)樗鼈兛梢詽M足電池更高功率和更低溫度的應(yīng)用需求。但是，由于鋰插入硅中會(huì)導(dǎo)致體積膨脹，在實(shí)際使用中會(huì)降低循環(huán)壽命的問題需要進(jìn)一步解決。
較低的電解質(zhì)
鋰離子電池的電解液一般由高介電常數(shù)的圓形碳酸鹽和低介電常數(shù)的線性碳酸鹽組成。一般來說，鋰電池的電解液應(yīng)滿足高離子電導(dǎo)率、低電子電導(dǎo)率、寬電化學(xué)窗口和良好熱穩(wěn)定性的要求。方法和其他新鋰鋰鹽、溶劑凈化、電解液制備、功能添加劑技術(shù)繼續(xù)進(jìn)步,目前的發(fā)展方向是進(jìn)一步提高工作電壓,提高電池的性能在高和低的溫度下,安全的離子液體電解質(zhì)和固態(tài)電解質(zhì)正在發(fā)展中。
鋰電池技術(shù)路線分析
目前，交通電源主要有四種技術(shù)路線:鋰離子電池、氫燃料電池、超級(jí)電容器和鋁空氣電池。鋰離子電池、超級(jí)電容器和氫燃料電池被廣泛使用，而鋁空氣電池仍處于實(shí)驗(yàn)室階段。在能源供應(yīng)方面，鋰離子電池和超級(jí)電容器適用于純電動(dòng)汽車，但需要外部充電，氫燃料電池汽車需要外部加氫，鋁空氣電池需要鋁板和電解質(zhì)。
鋰電池技術(shù)路線較多，儲(chǔ)能更注重安全性和長(zhǎng)期成本。與動(dòng)力鋰電池相比，鋰電池儲(chǔ)能對(duì)能量密度要求更低，但對(duì)安全、循環(huán)壽命要求更高
