三元材料電池已經(jīng)可以在5分鐘內(nèi)完成充電
來源：寶鄂實業(yè)
2019-07-16 16:48
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The technical bottleneck is not really a new problem. Qilu is one of the pioneers in the field of lithium battery research in China. He was the chief scientist of clean energy electric vehicle power battery project in 2008 Olympic Games. As early as the Beijing Olympic Games, they had done various experiments on various problems. At that time, ternary material batteries could be charged in five minutes. In the experiment, the heat of ternary lithium batteries can not be released rapidly during the rapid charging process, which greatly increases the possibility of explosion. Considering safety issues, Qilu said the technology could not be used in pure electric vehicles, but in battery hybrid vehicles.
In addition, the rapid charging of power batteries is also facing a very real problem - the city's power infrastructure can not meet individual needs. Suppose a bus uses a 150 kWh battery, which takes five minutes to charge, and a bus needs 100 kW power supply. If hundreds of thousands of buses are charged together at the same time, it will have a great impact on the power grid.
"Today's urban power grid can't do this at all." Qilu said.
At present, Prince Winter's team is studying how to adjust the charging method according to the characteristics of batteries in the charging process. After changing the different charging methods, the battery life of the ordinary standard charging method is 500 times. Under the new method, the battery can be charged 1000 times, effectively slowing down the battery decay. So Prince Dong said that even if there are many bottlenecks, lithium batteries will certainly have their own charging methods.
Qilu believes that the most suitable charging technology at this stage is to connect the car unit to charge, two or three hours, five or six hours, or even one night, which is fully achievable by charging technology. Through the development of safe and reliable charging mode, to promote the steady, safe and healthy development of electric vehicles.
Energy density and security are a pair of contradictions
In February 2018, the Ministry of Finance, the Ministry of Industry and Information Technology and other four ministries jointly issued the Notice on Adjusting and Improving the Financial Subsidy Policy for the Promotion and Application of New Energy Vehicles, cancelling the subsidy for pure electric vehicles with driving mileage less than 150 kilometers, and increasing the subsidy for pure electric vehicles with driving mileage more than 300 kilometers to 34,000 yuan, and for vehicles with driving mileage more than 400 kilometers. The subsidy increased to 50,000 yuan.
Wang Yunshi, director of the China Transportation and Energy Center at the University of California, Davis, USA, analyzed that this meant that the longer a pure electric vehicle reached the same mileage as a gasoline vehicle, the better. The new policy may hope to promote the development of power batteries by requiring the energy density of power battery systems.
The energy density (Wh/kg) of lithium batteries refers to the amount of energy stored per unit weight of batteries, which is mainly determined by the material characteristics of batteries. According to the calculation of the energy density of ordinary lead-acid batteries about 40Wh/kg, if using lead-acid batteries to drive household cars over 200 kilometers, nearly one ton of batteries will be needed. Therefore, if the weight of the battery is controlled within a certain range, the greater the energy density of the battery, the longer the range of the vehicle.
The higher the energy density, the better, but the battery is a small device with a high concentration of energy. When more energy is collected in a smaller volume, the consequences of improper use, such as temperature rise or sudden violent collision, can even be comparable to bombs.技術瓶頸實際上并不是新問題，其魯是中國鋰電池研究領域的先鋒人物之一，曾擔任2008年奧運會清潔能源電動車用動力電池項目的首席科學家，早在北京奧運會時期，他們就針對各類問題做過各種實驗。當時三元材料電池已經(jīng)可以在5分鐘內(nèi)完成充電。在實驗里，三元鋰電池在快速充電的過程中，熱量不能迅速釋放，使得爆炸的可能性大大增加。考慮到安全問題，其魯表示這種技術不能用到純電動車上，只能用在電池混合動力車。
此外，動力電池的快充還面臨著一個非?，F(xiàn)實的問題——城市的電力基本設施無法滿足個需求。假設一輛公交車用的是150kWh的電池，需要5分鐘來充電，一輛公交車就需要100kW供電能力，如果同時有幾百輛上千輛公交車一起充電，會對電網(wǎng)造成很大的沖擊。
“今天的城市電網(wǎng)根本做不到這一點。”其魯表示。
目前，王子冬的團隊正研究充電過程中根據(jù)電池特性調(diào)整充電方法，改了不同的充電方法后，普通標準充電法充500次的電池壽命，在新方法下可以做到充電1000次，有效減緩了電池的衰減。所以王子冬表示，即便有很多瓶頸，鋰電池一定會有特別適合自己的充電方法。
其魯認為，現(xiàn)階段最合適的是以車位為單位接線充電，兩三個小時、五六個小時、甚至一個晚上，這是充電技術完全可以做到。通過先把安全可靠的充電方式發(fā)展起來，來推動電動汽車的穩(wěn)步、安全、健康發(fā)展。
能量密度與安全性是一對矛盾
2018年2月，財政部、工信部等四部委聯(lián)合發(fā)布《關于調(diào)整完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》，取消了對續(xù)駛里程150公里以下純電動車的補貼，對續(xù)駛里程超過300公里的純電動車補貼則增至3.4萬元，超過400公里的車型補貼增至5萬元。
美國加州大學戴維斯分校中國交通能源中心主任王云石分析，這意味著純電動車在達到與汽油車類似的續(xù)駛里程后，續(xù)駛里程越長越好。新政策可能希望通過對動力電池系統(tǒng)能量密度的要求，來推進動力電池的發(fā)展。
鋰電池的能量密度(Wh/kg)是指單位重量的電池能儲存的能量多少，主要由電池的材料特性決定。按普通鉛酸電池的能量密度約為40Wh/kg計算，如果使用鉛酸電池驅(qū)動家用汽車行駛200公里以上，則需要將近1噸的電池。因此把電池重量控制在一定范圍的前提下，電池的能量密度越大，汽車的續(xù)航里程就越長。
能量密度數(shù)值理應是越高越好，但電池是能量高度集中的小型裝置，當更小體積里聚集更多能量時，如果使用不當，比如溫度升高或突然遇到劇烈碰撞，其產(chǎn)生的后果甚至可以和炸彈相提并論。技術のボトルネックは実は新しい問題ではありません。魯さんは中國のリチウム電池研究分野の先駆者の一人です。2008年オリンピックのクリーンエネルギー電気自動車用動力電池プロジェクトの首席科學者を務めました。當時、三元材料の電池は5分で充電が完了しました。実験では、3元のリチウム電池は急速な充電の過程で、急速に熱が放出されず、爆発の可能性が大幅に増加した。安全の問題を考慮して、魯さんはこの技術は純粋な電気自動車には使えないと言っています。電池のハイブリッド車にしか使えません。
また、バッテリーの充電は非常に現(xiàn)実的な問題に直面しています。都市の電力インフラは需要を満たすことができません。バスが150 kWhの電池を使っているとしたら、5分で充電します。バスは100 kWの電力供給能力が必要です。同時に何百臺もの千臺のバスが一緒に充電すると、電気網(wǎng)に大きな衝撃を與えます。
今日の都市の電気網(wǎng)はまったくできません。彼は表しています。
現(xiàn)在、王子冬のチームは充電過程でバッテリーの特性によって充電方法を調(diào)整し、異なる充電方法を変えた後、普通の標準充電法で500回の電池壽命を充電し、新しい方法で1000回充電できます。電池の減衰を効果的に遅らせました。だから王子冬は、たとえ多くのボトルネックがあっても、リチウムイオン電池は必ず自分に合った充電方法があると言っています。
現(xiàn)在の段階では、駐車スペース単位での配線充電が最適で、二三時間、五六時間、さらに一晩で、充電技術は完全にできると思います。まず安全で信頼できる充電方式を発展させて、電気自動車の安定、安全、健康発展を推進します。
エネルギー密度と安全性は矛盾しています。
2018年2月、財政部、工信部など四つの部門委員會は共同で「新エネルギー自動車普及応用財政補助政策の調(diào)整に関する通知」を発表し、継続走行距離150キロ以下の純電動車の補助金をキャンセルしました。継続走行距離が300キロを超える純電気自動車補助金は3.4萬元に増加し、400キロを超える車種に対して補助金は3.4萬元に増加しました。補助金は5萬元に増加した。
アメリカカリフォルニア大デービス分校の中國交通エネルギーセンターの王雲(yún)石主任は、純電気自動車はガソリン車と似た走行距離に達した後、継続的に走行距離が長いほどいいと分析しています。新しい政策は、動力電池システムのエネルギー密度に対する要求を通じて、動力電池の発展を促進することを望むかもしれない。
リチウム電池のエネルギー密度（Wh/kg）とは、単位重量當たりの電池のエネルギー量を指し、主に電池の材料特性によって決められます。普通の鉛酸電池のエネルギー密度は約40 Wh/kgで計算すると、鉛酸電池を使って家庭用自動車を駆動して200キロ以上走ると、1トン近くの電池が必要になります。そのため、電池の重さを一定の範囲に抑えて、電池のエネルギー密度が大きいほど、自動車の航続距離が長くなります。
エネルギー密度の數(shù)値が高いほど良いはずですが、電池はエネルギーが高い集中型の小型裝置であり、より小さな體積でより多くのエネルギーを集める場合、溫度が高くなるとか急に激しい衝突があるとか、それによる結果は爆弾と同列に論じることもできます。
