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  • 对于锂电池和铅酸电池的不同特性,你知道该如何选择吗?

    对于锂电池和铅酸电池的不同特性,你知道该如何选择吗?

    随着全球多样化的发展,我们的生活也在不断变化着,包括我们接触的各种各样的电子产品,那么你一定不知道这些产品的一些组成,比如锂电池和铅酸电池。 说到铅酸电池,我们可以想到的第一个应用是电动自行车。实际上,根据铅酸电池的结构和用途,行业将铅酸电池分为四类:1.启动2.电力使用3.固定阀控密封型4.小型阀控密封型。该方法主要从结构方面进行分类,并且还希望考虑其用途。非电池从业者仍然很难理解它。如果从纯市场应用的角度对其进行分类,则更好地理解。 锂电池更好。就体积比能量或重量比能量而言,锂电池比铅酸电池高3倍以上。锂电池更小,更轻。循环寿命长。两者之间的所有差异均基于材料的性能。铅酸蓄电池的正负极材料是氧化铅,金属铅和浓硫酸。锂离子电池具有四个组成部分:正极(钴酸锂/锰氧化锂/磷酸铁锂/三元),负极石墨,隔膜和电解质。 目前市面上的电动车电瓶铅酸电池的保有量还是高于锂电池的,其原因或在于目前锂电池成本仍相对偏高。因而,在现有“锂电车”产品之设计中,多采用减少锂电池的容量配置,来相应降低整车实施成本,而这使得现有“锂电车”产品之车型过于单一化。 循环寿命是不同的。铅酸电池平均为300-500倍,锂电池达到一千多倍。从锂离子自行车的两种主流技术路线来看,三元锂电池和磷酸铁锂电池之间的差异也较大。锂电池的放电寿命是1000倍,磷酸铁锂电池的寿命可以达到2000倍;锂电池采用限压和限流的方法,即给电流和电压设置一个有限的阈值,而比较铅酸蓄电池的充电方法有很多,最重要的是:恒流充电法,恒压充电法,阶段等电流充电法和浮动充电,无法一一列举。 锂离子主要依靠锂离子在正极和负极之间的运动来起作用。在充电和放电过程中,Li +在两个电极之间来回嵌入和脱嵌:在为电池充电时,Li +从正极脱嵌并通过电解质插入负极。负极为富锂状态。放电期间相反。通常,将包含锂元素的电池用作电极。在此阶段,最负电极是石墨。与铅酸电池相比,锂电池具有重量轻,比容量大和循环寿命长的优点。作为用于老年人的电动车辆的电源,它们不仅重量轻,便携式且便于充电,而且对整车有用。 “轻巧而简化”的设计。 铅酸电池的大电流放电不易引起事故,因为它具有较高的密封性能,即使发生事故(例如泄漏),正极和负极以及铅酸电解液也不易燃。锂离子电池的电解质为酯溶液,易燃易挥发。锂电池的工作原理是通过隔膜将锂离子插入/嵌入正极和负极之间,并且当大电流通过时会形成锂树枝状晶体。这两个因素是锂电池燃烧和爆炸的根本原因。 铅酸电池的材料和工作要求要低得多。就电动自行车而言,组装有铅酸电池的整个电动汽车的价值可能仅仅是锂电池。在电动自行车和小型家用汽车市场中,铅酸电池和锂电池都被使用,因为它们具有比较优势。锂电池具有电气性能和便利性优势,而铅酸电池则具有安全性和成本优势。这两种类型的电池在其他应用中的性能大致相同。 这两个电池不同,只是它们是能量存储设备。铅酸电池更安全,更便宜,但其能量密度低于锂电池,因此铅酸电池更大。在现阶段,在电池(储能)技术研究尚未取得突破性进展之前,即在“低成本,高性能”电池投入商业应用之前,现有的铅酸电池和可以使用锂电池。优良的特性相结合进行转化和升级,成为当前阶段的主要研究课题。 相信这对将来老人电动代步车,甚至整个电动代步车行业的发展有着更明朗的方向。在研究设计过程中,一定会有这样或着那样的问题,这就需要我们的科研工作者在设计过程中不断总结经验,这样才能促进产品的不断革新。

    时间:2021-02-22 关键词: 锂电池 铅酸电池 能量密度

  • 你知道具有快充优势的钛酸锂离子电池的特点有哪些吗?

    你知道具有快充优势的钛酸锂离子电池的特点有哪些吗?

    随着全球多样化的发展,我们的生活也在不断变化着,包括我们接触的各种各样的电子产品,那么你一定不知道这些产品的一些组成,比如钛酸锂离子电池。钛酸锂离子电池具有体积小、重量轻、能量密度高、密封性能好、无泄露、无记忆效应、自放电率低、充放电迅速、循环寿命超长、工作环境温度范围宽、安全稳定绿色环保等特点,所以在通信电源领域具有非常广泛的应用前景。 可以理解,从实际使用价值的观点来看,钛酸锂电池由于其长寿命而有望为客户带来较低的成本优势。随着价格变得更加合理,钛酸锂即将发动反击。钛酸锂电池的未来市场空间将非常有限。汽车工业基本上没有空间,未来汽车工业的空间将小于现在。可以尝试储能领域,但绝对不会成为主流。加上高昂的价格,与未来储能预计将使用动力锂电池的高性价比相比,钛酸锂在储能领域的前景也令人担忧。 当钛酸锂用作阳极材料时,电位平台高达1.55V,比传统的石墨阳极材料高1V以上。尽管损失了一些能量密度,但这也意味着电池更安全。技术专家卢兰光曾经说过,当电池快速充电时,负极电压要求相对较低,但如果过低,锂离子电池将容易析出非常活泼的金属锂。该锂离子不仅导电,而且与电解质反应。然后释放热量,并出现易燃气体,引起火灾。钛酸锂的较高1V电压可防止负极电压为零,从而间接防止锂离子沉淀,从而确保电池的安全性。 由于钛酸锂负极材料嵌锂电位高,在充电的过程中防止了金属锂的生成和析出,又因其平衡电位高于绝大部分电解质溶剂的还原电位,不与电解液反应,不形成固液界面钝化膜,防止了很多副反应的发生,从而大大的提高了安全性。储能电站和电动汽车相同,安全稳定性是最为重要的指标。 由于钛酸锂离子电池在高温、低温环境中均可以达到安全使用,也体现出其耐宽温(尤其耐低温)的重要优势。目前,银隆钛酸锂离子电池的安全工作温度区域在-50度到65度之间。 -30度时充电容量仅为充电总容量的14%,在严寒天气下根本无法正常工作。此外,由于钛酸锂离子电池即便过度充电,也仅有1%的体积变化,被称为零应变材料,这使其有着极长的寿命。银隆董事长魏银仓曾表示,银隆钛酸锂离子电池寿命可达30年,与汽车使用寿命相当,而普通石墨负极材料电池平均寿命不过3-4年。 充电时间太长一直是电动汽车发展过程中难以跨越的障碍。一般采用慢充的纯电动公交车,充电时间至少要4个小时以上,很多纯电动乘用车的充电时间更是长达8个小时。而钛酸锂离子电池十分钟左右即可充满,较传统的电池有了质的飞跃。 钛酸锂的最后一个优点是其快速的充放电能力和高充电率。目前,银龙钛酸锂离子电池的充电速率为10C甚至20C,而普通石墨负极材料的电池充电速率仅为2C-4C。基于钛酸锂电池的这些技术特性,业内人士认为,它可以满足新能源客车和大型储能设备的需求。以公共汽车为例。通常,单程行驶的里程不超过4公里,每个候机楼至少要等几分钟才能等待下一次出发。此时,钛酸锂电池能量密度低的缺点不会影响乘用车的使用,反而体现了电池快速充电的好处。作为公共交通工具,公共汽车对电池的安全性和耐用性有更高的要求。 与传统锂离子电池中常用的石墨材料相比,钛酸锂材料在充放电过程中在锂的插入和去除过程中几乎不收缩或膨胀,被称为零应变材料,阻止了普通电极的去除/嵌入。材料由于锂离子期间单位电池的体积应变而导致电极结构损坏的问题,因此具有非常出色的循环性能。根据实验数据,普通磷酸铁锂电池的平均循环寿命是40006000倍,而钛酸锂电池的循环寿命可以达到25000倍以上。 在研究设计过程中,一定会有这样或着那样的问题,这就需要我们的科研工作者在设计过程中不断总结经验,这样才能促进产品的不断革新。

    时间:2021-02-21 关键词: 快充 钛酸锂离子 能量密度

  • 关于氢燃料电池汽车的优缺点以及发展,你了解吗?

    关于氢燃料电池汽车的优缺点以及发展,你了解吗?

    人类社会的进步离不开社会上各行各业的努力,各种各样的电子产品的更新换代离不开我们的设计者的努力,其实很多人并不会去了解电子产品的组成,比如氢燃料动力电池。 氢燃料电池的好处是显而易见的。功率转换效率极高,并且过程非常安静,并且不需要很多热量。这就是为什么丰田Mirai仅用5公斤氢气就能行驶700多公里。高能量密度和极高的能量转换效率是氢燃料动力电池的最大特点。燃料电池反应堆的核心技术是质子交换膜和催化剂。这些技术目前主要由大型的欧美公司垄断,在我国还没有大规模的工业化。 氢燃料电池是指通过氢与氧之间的化学反应发电的设备(也出现了仅靠燃烧氢驱动的“氢内燃发动机”,例如BMW的Hydrogen 7系列)。氢燃料电池车辆的驱动力就像纯电动车辆一样来自车辆上的电动机,因此氢燃料电池车辆可以理解为“具有自己的氢燃料发生器的电动车辆”。氢燃料电池汽车主要由高压气体储罐,氢燃料电池堆,燃料电池增压器,动力电池组,驱动电机和动力控制单元组成。 干电池和蓄电池是存储电能并在需要时释放电能的储能设备。严格来说,氢燃料电池是一种发电设备,例如发电厂,可将化学能直接转换为电能。化工厂。另外,氢燃料电池的电极由特殊的多孔材料制成,这是氢燃料电池的关键技术。它不仅为气体和电解质提供了较大的接触表面,而且还催化了电池的化学反应。 。 氢燃料电池车也是如此。如果要增加续航里程,必须感谢携带氢气。可以存储氢的压力容器的耐压性是携带多少氢的关键。由于氢的密度非常小,因此当存储在压力容器中时,必须在低温下压缩或什至液化氢以获得足够的能量密度。容器可以承受的压力越高,每单位体积可以携带的氢气越多。容器可以承受的压力越高,对密封性能和耐压性的要求就越高。 氢气不像氮气和氧气是空气中的最主要组成因素,想得到氢气可以通过电解水,但这可是个不太经济的方法,能量损失极大!你想,先从电解水开始,耗费电能,产生氢气,氢气再发电过程中还会有能量损失;电解水的电现在也是以煤电为主发出来的吧,烧煤发电也会有能量损失。 折叠节能环保性能优:纵观氢燃料电池整个运行过程中,除了消耗氧气和空气之外,没有其他的能源消耗,没有加油也没有充电,节能性能毋庸置疑。同时,氢燃料电池堆栈在生产电能的过程中只产生水,因此其最大的优势就是真正的实现了"零排放"目标。 在整个燃料动力电池车运作的过程中,燃料动力电池反应堆是一个化学反应的场所。它只要源源不断的供给少量氢气就可以持续工作,假如发生氢气泄漏或者安全事故,可以迅速切断供应氢气的路径来防止氢气的燃烧。大家都能想到,最有可能影响燃料动力电池车安全性的是储气罐。 折叠易于实现:氢引擎的实际应用相对容易实现。传统的内燃机结构只需稍作改动即可用于制氢,并且可以充分利用全球现有的汽车发动机生产线和配套设施,因此目前已在车辆中使用。最经济,使用最广泛的发动机氢能应用解决方案。另外,氢内燃机对氢燃料的纯度的要求不如燃料电池那么严格,并且传统的汽车制造商已经在内燃机应用方面具有很多经验。 燃料电池汽车的主要问题是,驱动它们的氢燃料比普通的电动汽车消耗更多的能量。污染也是一个严重的问题。除甲烷转化外,获得绿色氢的唯一可行方法是电解。但坦白说,在此过程中消耗的电能可以更好地用于普通电动汽车。本文只能使您对氢燃料动力电池有一个初步的了解。这对您入门很有帮助。同时,它需要不断总结,以便您可以提高自己的专业技能。也欢迎您讨论本文的一些知识点。

    时间:2021-02-18 关键词: 汽车 氢燃料电池 能量密度

  • 你知道锂离子电池电解液有什么作用吗?快来学习

    你知道锂离子电池电解液有什么作用吗?快来学习

    随着社会的快速发展,我们的锂离子电池电解液也在快速发展,那么你知道锂离子电池电解液的详细资料解析吗?接下来让小编带领大家来详细地了解有关的知识。 锂离子电池作为一种便携式储能设备,也广泛用于手机,笔记本电脑,相机,电动自行车,电动汽车等领域。根据中国汽车工程师学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图》,到2020年,纯电动汽车电池单元的比能量密度将达到350Wh / kg。到2025年将达到400Wh / kg;到2030年,它将达到500Wh。 /公斤。 锂电池电解液是一个不容忽视的方面。毕竟,占电池成本15%的电解质在电池能量密度,功率密度,宽温度应用,循环寿命和安全性能方面确实起着至关重要的作用。电解质是锂电池的四种关键材料之一:正极,负极,隔膜和电解质。它被称为锂离子电池的“血液”。它在电池的正负电极之间传导电子。是获得高电压和高电压的锂电池。保证诸如能量比的优势。 众所周知,锂离子电池的主要成分包括四个方面:正极材料,负极材料,电解质和隔膜。作为锂离子电池的重要组成部分,电解质在改善锂离子电池的循环性能和能量密度方面起着不可替代的作用,从而进一步提高了电动汽车的续航里程。锂离子电池的能量密度取决于电池的电压和容量。为了增加电池的能量密度,除了增加正极材料和负极材料的容量外,另一种方法是增加电池的工作电压。这样,电池会在高工作电压下影响电解液。高压性能也提出了新的技术要求。 电解液在锂电池正、负极之间起到传导电子的作用,是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料,在一定条件下、按一定比例配制而成的。 高比能电解质:追求高比能是目前锂离子电池的最大研究方向,特别是当移动设备在人们的生活中占有越来越大的比例时,电池寿命已成为电池最关键的性能。 有机液体电解质:碳酸盐有机液体是锂盐的良好溶剂,其氧化电位为4.7V,还原电位约为1.0V(本文中的电压值均相对于锂的电位);另外,碳酸盐的粘度相对较低,锂离子迁移的活化能也较低。因此,最常用的电解质是碳酸盐及其混合物,包括PC,EC,DEC,DMC,EMC等。 液体电解质:电解质的选择对锂离子电池的性能有很大影响。它必须是化学稳定的,尤其是在更高的电势和更高的温度环境下不易分解,并且具有更高的离子电导率(》 10-3 S / cm),并且必须对阳极和阴极材料呈惰性,并且不能腐蚀它们。由于锂离子电池的高充电和放电电势以及嵌入负极材料中的化学活性锂,因此电解质必须使用有机化合物代替水。 离子液体:近年来,由于室温离子液体具有很高的氧化电位(约5.3),因此人们认为室温离子液体(例如1MLiTFSI / EMI-TFSI,EMIBF4,BMIBF4等)可替代锂离子电池电解质。 V)并且不易燃。蒸气压低,热稳定性更好,无毒,沸点高,锂盐溶解度高等优点。然而,离子液体的高粘度削弱了锂离子的迁移率。 安全电解液:锂离子电池的安全性在燃烧甚至爆炸中都很重要。首先,电池本身是易燃的。因此,当电池过度充电,过度放电,短路时,当外部温度过高时,可能会导致安全事故。因此,阻燃剂是安全电解质研究的重要方向。 固体电解质:直接将金属锂用作负极材料具有较高的可逆容量,其理论容量高达3862mAh·g-1,是石墨材料的十倍以上,且价格较低。它被认为是新一代锂离子电池最具吸引力的负极材料,但它会产生树枝状锂。使用固体电解质作为离子传导可以抑制树枝状锂的生长,使得金属锂可以用作负极材料。 以上就是锂离子电池电解液的有关知识的详细解析,需要大家不断在实际中积累经验,这样才能设计出更好的产品,为我们的社会更好地发展。

    时间:2021-02-18 关键词: 锂离子电池 电解液 能量密度

  • 能量密度将达到锂电池两倍的固态电池发展概况

    能量密度将达到锂电池两倍的固态电池发展概况

    什么是固态电池?随着全球多样化的发展,我们的生活也在不断变化着,包括我们接触的各种各样的电子产品,那么你一定不知道这些产品的一些组成,比如固态电池。 固态电池公司如雨后春笋般出现在国内外。许多世界知名的汽车公司在2017年宣布,所有固态锂电池将在2020年至2025年间量产并投放汽车。许多研究人员和公司认为,与锂硫,锂空气,铝,镁电池和不存在的石墨烯电池相比,所有固态金属锂电池都是取代现有高能量密度锂离子的最有可能的候选技术。电池的能量密度预计为现有锂离子电池的2至5倍,具有更长的循环性和使用寿命,更高的倍率性能,并可能从根本上解决现有液体电解质锂离子电池的安全性问题。 全固态锂电池是一种使用固态电极材料和固态电解质材料且不含任何液体的锂电池。它主要包括全固态锂离子电池和全固态金属锂电池。不同之处在于前者的负极不包含金属锂,而后者的负极为锂金属。在当前的各种新电池系统中,固态电池使用新的固体电解质来替代当前的有机电解质和隔膜,这些有机电解质和隔膜具有高安全性,高体积能量密度,并且可与不同的新高比能量电极系统兼容(例如锂硫系统,金属-空气系统等)具有广泛的适应性。 QuantumScapehas一直在研究固体电解质大约十年。此前,该项目是从斯坦福大学的实验室中剥离出来的,并获得了美国能源部的一些资助。 QuantumScape表示,与传统锂离子电池相比,其固态电池将使电动汽车的续航里程增加80%。此外,经过800个充电周期,仍然可以保持80%以上的容量。在安全方面,固态电池没有着火的危险。体积能量密度将超过每升1,000瓦时,几乎是商用锂离子电池组密度的两倍。 当然,在液体电解质电池中,并非液体电解质所占据的全部体积都参与有效的离子传输。从理论上讲,如果具有高离子电导率的固体电解质能够以超薄膜的形式生长在活性颗粒的表面上,则电池中固体电解质的体积比例也可能低于液体电解质电池的比例。有必要开发新材料和新制造工艺,并深入研究离子传输通道和传输特性,以确定它们是否可以满足应用要求。没有相关的报告。 传统锂离子电池采用有机液体电解液,在过度充电、内部短路等异常的情况下,电池容易发热,造成电解液气胀、自燃甚至爆炸,存在严重的安全隐患。而很多无机固态电解质材料不可燃、无腐蚀、不挥发、不存在漏液问题,聚合物固体电解质相比于含有可燃溶剂的液态电解液,电池安全性也大幅提高。 采用固态电解质,有可能部分解决这些问题。例如,采用PEO-LITFSI的软包电芯,直接使用金属锂箔作为负极(实际上该电池正极也提供锂源),采用磷酸铁锂正极,能量密度可以达到190~220 W·h/kg,高于目前液态电解质磷酸铁锂的锂离子电池150~180 W·h/kg的水平。 固体锂电池的负极可以是金属锂,电池能量密度有望达到300〜400Wh / kg甚至更高。其电化学稳定性窗口可以达到5V以上,可以匹配高压电极材料,进一步提高质量能密度。没有液体电解质,隔膜减少了电池的重量,压缩了电池的内部空间,并增加了体积能量密度。提高了安全性,简化了电池壳和冷却系统模块,提高了系统能量密度。 目前,固态电池有两个研究和开发方向。一种是锂离子电池的固态化。在这个方向上其他行业也有成熟的解决方案,但是锂电池的接枝需要二次研究和开发。国外生产固体电解质的公司很少,而在中国则没有,这在一定程度上限制了固态电池的研究和发展。长期以来一直由国内大学和研究机构进行采样,但大多数仍处于能量比达到标准的水平,并且循环次数只有几百次。本文只能使您对固态电池有一个初步的了解。这对您入门很有帮助。同时,您需要继续进行总结,以便提高您的专业技能。也欢迎您讨论本文中的一些知识点。

    时间:2021-02-05 关键词: 固态电池 锂电池 能量密度

  • 关于锂离子电池产业健康发展所面临的那些技术难点

    关于锂离子电池产业健康发展所面临的那些技术难点

    你知道锂离子电池技术瓶颈有哪些吗?在科学技术高度发达的今天,各种各样的高科技出现在我们的生活中,为我们的生活带来便利,那么你知道这些高科技可能会含有的锂离子电池吗? 如今,环境污染和能源危机已引起世界各国的广泛关注,机动车尾气排放已成为环境污染中不可忽视的主要因素。在这种情况下,大力发展电动汽车已成为世界各国公认的紧迫任务。然而,在现有的实用电池中,较高的容量密度和能量密度使得锂离子电池被认为是最有前途的动力电池。 目前,电动汽车的市场渗透率越来越高,电池的能量密度越大,续航里程就越长。这就是电动汽车制造商花费大量精力进行研究的原因。但是如何解决动力锂电池的能量密度问题,很多人关注电池材料技术的突破。政府和行业已将下一代电池的目标设定为每千克300瓦时,他们希望在2020年左右实现这一目标。目前,国际上对锂离子电池材料的研究主要集中在锂硫电池和锂空气(锂氧)电池。 尽管锂离子电池行业的发展前景良好,但孙伟还表示,制约锂离子电池行业发展的瓶颈不容忽视。例如,在安全技术瓶颈方面,安全结构设计被忽略,热失控频繁发生。制造过程无法满足高质量产品要求,因此需要改善电池组一致性问题;成本仍然很高,需要突破材料核心技术;缺少标准系统迫切需要加快修订工作;市场秩序混乱,企业间无序竞争严重。安全监督责任不到位,行业管理的作用没有得到有效发挥;绿色制造和智能制造才刚刚开始,需要加速。 当前,电动汽车的发展存在两个瓶颈。一个是行驶里程不足,另一个是充电基础设施不足,这直接制约了电动汽车的大规模推广。为了有效地扩大电动汽车的范围,重要的电池制造商和汽车制造商正在集中精力研发高性能锂离子电池。例如,北京新能源和韩国的SK推出了一种三元锂离子电池,该电池的电量为30.4千瓦。当时,谢谢您,北京的新型电动汽车EV200和EV210行驶超过240公里。 由于其高能量密度和长循环寿命,锂离子电池被广泛用于数字产品,电动工具,电动自行车,新能源汽车和储能等,并且被公认为最具潜力的新型电池。但是,动力锂电池行业的技术更新很快。即使没有其他新电池,无论技术进步或生产工艺如何,它都将随时面临替代同类产品的威胁。 我国锂离子电池行业一直处于优质产能不足的状态,如在动力电池领域,前十强之外的动力电池企业共计拥有约13%的市场需求量,但却占据行业总产能的约55%,其中大部分属于低端产能,其产能利用率仅约为10%,拉低了行业整体产能利用率指标。尽管本次出台的《锂离子电池行业规范公告管理暂行办法》中,适用企业从事范围中刨除了新能源汽车用动力电池,但是在2016年,动力电池在锂离子电池产量中占比为45.08%。 锂离子电池行业预计将迎来未来几年新能源汽车发展的时代,明年可能延续今年的上升势头,保持2-3倍的上升速度,乐观估计明年新能源汽车产销量将达到150-20万辆。受此影响,作为新能源汽车最重要的动力锂电池锂离子电池市场可能迎来新一轮的汹涌势头。 近年来,随着国家对新能源汽车补贴政策的陆续出台,以及充电设施的不断完善,新能源汽车消费在我国已经步入正轨。2009年和2013年,国家两次颁布并实行新能源汽车补贴政策。不止在国内,世界主要经济体纷纷出台相关政策,扶持新能源汽车及相关行业的发展。值得注意的是,新能源汽车的放量拉动动力锂电池需求快速增长。 以上就是锂离子电池技术瓶颈分析的一些值得大家学习的详细资料解析,希望在大家刚接触的过程中,能够给大家一定的帮助,如果有问题,也可以和小编一起探讨。

    时间:2021-02-05 关键词: 锂离子电池 储能 能量密度

  • 关于锂离子电池能量密度的发展方向,你了解吗?

    关于锂离子电池能量密度的发展方向,你了解吗?

    什么是锂离子电池能量密度?人类社会的进步离不开社会上各行各业的努力,各种各样的电子产品的更新换代离不开我们的设计者的努力,其实很多人并不会去了解电子产品的组成,比如锂离子电池能量密度。 固态电池技术是突破锂离子电池能量密度瓶颈的关键技术之一,也是电化学储能领域的研究热点。与传统的锂离子电池相比,固态电池更安全,因为它们不包含液态有机溶剂,并且没有诸如漏液和气体燃烧之类的问题。另外,现在假设固体电解质具有良好的机械强度,并且可以在使用金属锂阴极时防止树枝状晶体生长的问题。固态电池的一个重要问题是多样性,即充电和放电速度较慢。为了解决该问题,需要具有高离子电导率的固体电解质。 从结构上讲,为了增加锂离子电池的比能,有必要增加锂离子电池中正极和负极活性材料的比例。锂离子电池主要由正极和负极活性材料,隔板,铜箔,铝箔,外壳和结构部件组成。其中,唯一能够为锂离子电池提供容量的活性材料是改善锂离子电池中的活性材料。比例是改善锂离子电池最有效的方法。 比亚迪:磷酸铁锂离子电池的单体能量密度为150Wh,而随后比亚迪计划将能量密度继续提升至160Wh。除了磷酸铁锂离子电池比亚迪同时同步开发三元锂离子电池,而假如将三元锂离子电池的技术结合到磷酸铁锂离子电池上,对初始化用石墨作为负极材料的做法进行一些调整,然后在2020年左右比亚迪计划将磷酸铁锂离子电池的单体能量密度提升到200Wh。 [4]最近,香港科技大学(hkust)的FrancescoCiucci的团队使用量子化学核算系统研究了金属硼氢化物(Li,Na,Ca,Mg)的热力学性质及其与电极的相容性。 ]的讨论表明金属硼氢化物在高氧化热力学潜在不安全,但其差异化的产品具有更高的电化学窗口,因此能够限制电解质膜的进一步分化,结果的基础上提出了世界一种界面稳定可以放大到5v的机械功能金属硼氢化也是讨论和发现它的剪切模量补偿,因此与纯金属电极的机械适应性差和树突上升难以克制。 除了增加锂离子电池的直径,另外一个有效提高锂离子电池比能量的方法是减少尺寸的厚度,目前常见的PP-PE-PP三层复合厚度的厚度一般达到30um以上,达到正负极片的厚度的20%左右,这也造成了严重的空间浪费,为了减少分割所占的空间,目前总体锂离子电池厂家普遍采用涂层的薄切片,这些厚度的厚度可达到20um以下,可以在保证锂离子电池安全的前提下,显着的减少分解所占的体积比例,提高活性物质占比,提高锂离子电池比能量。 本文只能带领大家对锂离子电池能量密度有了初步的了解,对大家入门会有一定的帮助,同时需要不断总结,这样才能提高专业技能,也欢迎大家来讨论文章的一些知识点。

    时间:2020-12-27 关键词: 电池 锂离子 能量密度

  • 关于动力电池在能量密度提升概况解析

    关于动力电池在能量密度提升概况解析

    你知道什么是动力电池在能量密度吗?随着社会的快速发展,我们的动力电池也在快速发展,那么你知道动力电池的详细资料解析吗?接下来让小编带领大家来详细地了解有关的知识。 “动力电池在能量密度上有非常大的发展空间,潜力无限,值得大家发挥优势,共同去研究,为未来出行提供更强动力。”蜂巢能源科技有限公司总经理杨红新表示,能量密度足够高时电池体积可以大幅缩小,甚至能缩小到只占电动汽车底盘中间通道位置,而且几乎碰撞不到,安全系数也有提高。 能量密度(Energydensity)是指在单位一定的空间或质量物质中储存能量的大小。电池的能量密度也就是电池平均单位体积或质量所释放出的电能。电池的能量密度一般分重量能量密度和体积能量密度两个维度。电池重量能量密度=电池容量×放电平台/重量,基本单位为Wh/kg(瓦时/千克)电池体积能量密度=电池容量×放电平台/体积,基本单位为Wh/L(瓦时/升)电池的能量密度越大,单位体积、或重量内存储的电量越多。 电动汽车电池能量密度提高的传统方法有提高压实密度、减薄隔膜、减薄铜铝箔、减少安全设计冗余等。不过,这些传统方法,无法兼顾同时提升能量密度和安全性。目前,很多动力电池企业都在围绕能量密度与安全性协同研究创新性解决方案。 从数据来看,工信部公布的《新能源汽车推广应用推荐车型目录》(2020年第5批),纯电动乘用车车型的电池系统量密度大幅提升,电池系统能量密度在160Wh/kg及以上的车型已占据半壁江山。其中,SKI为北汽高端品牌极狐配套的ARCFOX α-T,其系统能量密度已经高达194.12Wh/kg。 值得关注的是,动力电池逐渐向无模组方向发展。行业人士表示,无模组电池包能量密度较传统电池包提升10%~15%,传统电池包能量密度平均为180Wh/kg,而无模组电池包能量密度可达到200Wh/kg以上。 电池是一个很全方位的产品,你要提升某一方面的性能,可能会牺牲其他方面的性能,这是电池设计研发的理解基础。动力电池属于车载专用,因而能量密度不是衡量电池品质的唯一尺度。 实际上,2019年动力电池系统能量密度呈现明显增长趋势,市场上已批量应用的三元电池和磷酸铁锂电池系统能量密度最高分别可达 182.44Wh/kg和144.9Wh/kg,较2018年同比增长10.3%和2.3%。在国家财政补贴政策和市场的双重作用下,2019年140Wh/kg及以上车型已成为市场绝对主体,140(含)-160Wh/kg和160Wh/kg以上车型产量占纯电动乘用车总产量的比例分别为63.1%和29.1%。 本文只能带领大家对动力电池能量密度有了初步的了解,对大家入门会有一定的帮助,同时需要不断总结,这样才能提高专业技能,也欢迎大家来讨论文章的一些知识点。

    时间:2020-12-19 关键词: 动力 电池 能量密度

  • 关于提高锂电池系统能量密度的几个方法,值得你学习

    关于提高锂电池系统能量密度的几个方法,值得你学习

    你知道提高锂电池系统的能量密度的集中方法吗?提高锂电池系统的能量密度能让锂电池更好的工作,发挥它的性能,那么怎么提高锂电池系统能量密度的呢?下面一起来了解一下。 提高锂电池系统能量密度的方法 1.增强的锂电芯材料 使用不同的有机化学品管理系统,你可以改变特定的能量。例如,在锂离子电池的阴极材料中,调整了镍、钴、锰元素的占用率,提高了镍的占用率,从而提高了锂离子电池的比能。在锂离子电池的阴极材料上,硅/碳聚合物材料的体积可达4200mah/g,而锂离子电池的基本理论容量仅为372mah/g。另外,许多锂离子电池在一次电池充电的整个过程中都存在容积损伤,在整个循环系统的整个过程中有一些锂离子电池受损,因此,锂离子电池或锂离子电池电解液中锂元素的充填技术也是新电池的主要研究内容。 2.优化排布结构 目前,大多数电池组都是各种固定电池组中的各种固定卡、支撑元件的构造方法,许多结构元件具有大量的体积和质量,大大降低了整体集成的高效率,调整了电池组的布置结构,简化了各种安装支撑点结构,能使锂离子电池组在相对有限的房间空间中拥有较高的体积。今年的ctp(celltopack)计划,改变了过去的锂离子触摸电池组的结构,通过几个大空间的锂离子电池组形成了一个标准化的电池组,然后智能地堆积成一个更大的电池控制模块,这些程序不仅减少了组件的总数,而且大大提高了空间利用率和比能。因此,简化可充电电池组的结构,形成锂离子电池组的二次集成方案,成为众多企业选择的技术方向。 3.改变可充电电池的规格 改变可充电电池的规格也是扩展的一个主要方面。例如,通过改变可充电电池的长度和总宽度,使锂离子电池在一定体积内变得更平整和更窄,有利于电池组内锂离子电池的整体布置,并能提高动力锂离子电池的空间利用率,产生比能量更大的电池组。这种平面设计方案还可以使锂离子核具有较大的总排热面积,使锂离子核能够立即将内部产生的热量传递到外部世界,防止内部聚集产生的热量,更好地配合较高的比能。因此,如何根据电池规格的变化提高可充电电池的比能也是本公司研究的主要内容。 4.轻质原料的应用 在原材料的应用中,除了锂离子电池材料的升级之外,电池组材料的改进也是提高能量与可充电电池系统软件的比例的要措施。目前,电池箱材料多采用铝合金材料、高强度钢材料和高分子材料。铝合金型材的相对密度较小,只有三分之一的钢材,采用铝合金型材代替钢材可以显著降低电池的净重,而铝合金型材将继续生产一层高密度、稳定的氧化空气膜,具有耐腐蚀性,是一种优质的电池轻质原材料;高强度钢、高强度钢可充电电池壳体可以较轻,而且成本也较低,比传统的高碳钢原材料要好; 热塑高分子材料不能反复使用,而且成本低、延展性好,是理想的电池壳体原材料,目前阶段已广泛应用于电池组。以上就是提高锂电池系统的能量密度解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-10-24 关键词: 系统 锂电池 能量密度

  • 补贴政策首提能量密度指标90-120wh/kg,动力电池企业准备好了吗?

    补贴政策首提能量密度指标90-120wh/kg,动力电池企业准备好了吗?

      12月30日下午,全行业关注近一年的新能源汽车补贴政策正式落地。相比2015年补贴政策,新版的补贴在调整补贴额度、改进拨付方式、提高补贴门槛等方面做了较大的调整。尤其是在产品技术要求上,首次提出以电池能量密度为一项参考指标进行补贴。   电池能量密度的具体要求为:纯电动乘用车动力电池系统的质量能量密度不低于90Wh/kg,对高于120Wh/kg的按1.1倍给予补贴。非快充类纯电动客车电池系统能量密度要高于85Wh/kg。专用车装载动力电池系统质量能量密度不低于90Wh/kg。   这样的能量密度指标对于电池企业来讲是一个较高的门槛还是一个普遍能达到的水平呢?对此中国科学院物理研究所研究员黄学杰表示,“政府设置补贴政策当然有一定的引导性质,但是整体难度不高,根据动力电池整体技术路线图的规划来看也有一定的合理性。”   “在磷酸铁锂方面,目前市场上大部分的电池系统能量密度水平在70wh/kg-80wh/kg左右,90wh/kg是比较低的门槛,一般的磷酸铁锂电池通过改进都能达到,但是达到120wh/kg比较难。在三元锂电池方面,90wh/kg早都已经超过了,做的比较好的有的能达到130kh/kg,但目前做到120wh/kg的企业应该还不多。”北京波士顿电动技术有限公司产品开发高级总监马俊峰这样介绍。   沃特玛副总经理饶睦敏也表示,“磷酸铁锂做到90wh/kg是没有问题,到120kw/kg还是有一些难度。”此外,有关整车企业的负责人也谈到,“2017年后搭载三元锂电池的新车,电池能量密度做的大于120kw/kg问题不大。”在第一电动网举办的新能源汽车大会动力电池论坛上,比克电池副总裁廖振波和卓能总经理邓纶浩在谈及三元锂电池能量密度要求时,也均表示达到120kw/kg问题不大。   由此可见,能量密度这个门槛对于磷酸铁锂电池来讲,按照目前的水平只要努力达到90wh/kg是可以实现的,而达到120kw/kg则有一定难度。对于三元锂电池来讲,90wh/kg是早已经突破的目标,只要对电池进行更好的设计和规划达到120kw/kg也不是很困难。   高一级的能量密度意味着更多的补贴,这样的补贴设置会不会使得电池企业为了追求能量密度而忽视了电池安全性的保证?对此黄学杰表示,“企业不要把追求补贴作为唯一目的,补贴政策更强调的是责任,如果企业只以获取补贴为目的,在电池安全性方面出现问题,那将是得不偿失的。所以技术水平不够的企业不要只为了补贴去追求高补贴能量密度。”   除了目前应用比较广泛的磷酸铁锂电池和三元锂电池,一些企业也在做钛酸锂技术,那么新版的补贴政策对钛酸锂又会有怎样的影响呢?对此黄学杰介绍,“钛酸锂是根据快充倍率来获得补贴的,其实能拿到更高的补贴。目前,钛酸锂电池达到5C是没有问题的。”

    时间:2020-08-15 关键词: 新能源汽车 纯电动汽车 能量密度

  • 宁德时代曾毓群:2025年能量密度将提升至250Wh/kg 成本不到100美元

    7月2日,宁德时代董事长曾毓群于《2019世界新能源汽车大会》发表了名为《携手迈向全面电动化时代》专题演讲。曾毓群表示,2025年系统能量密度可以做到250Wh/kg,价格可以做到100美金,也就是700元不含税。另外,电池梯次使用,可增强电池寿命、延长电池价值。私家车上拆解下来的电池可以做运营,可以做V2G和电网互动创造价值,实现梯次利用。在能量密度、安全、寿命的基础上,可以实现15分钟内充80%电量,相当于充电5分钟可行驶150公里。这是未来用特殊石墨体系实现的快充技术。此外,曾毓群还提到,人类社会不断追求繁荣和进步,而技术创新是先导和支撑。可再生能源、先进储能、纯电驱动、5G通信、人工智能引领了能源和交通革命。如果新能源汽车没有办法用可再生能源,对于碳排放来说不是很好的事情。把电动车电池作为一个储能的辅助手段,既可以帮助可再生能源的采纳和储存,也帮助降低电池成本,因为这个电池可以用来赚钱,削峰填谷。目前,通过发展新能源汽车,并带动锂离子电池技术和规模快速提升,成本明显下降,基于锂离子电池的储能设施初步具备商业推广条件。全球来看,汽车电动化在最近几年,速度确实在明显加快。主要因素是:政府层面的鼓励和管制,企业的电动化转型,电驱动平台的开发,以及配套设施的建设。曾毓群提到,2025年之前,纯电动汽车全生命周期持有成本可低于燃油车,进入快速发展阶段;同时,随着燃油车排放法规的严格趋势,2030年之前,首次购置成本开始低于燃油车,拐点到来。在2035年,我们的判断电动化率会大过70%。因为到2025年,基本电动车比燃油车更具有经济性,市场驱动会非常好。2040年之前,除一些特殊应用领域,基本全面实现电动化。

    时间:2019-07-25 关键词: 新能源 宁德时代 能量密度

  • 电池作为电动汽车最核心的零部件

    电池作为电动汽车最核心的零部件,随着新能源汽车的续航里程不断的提高,动力电池也向高能量密度迈进。但是安全问题也随之而来,那么电动汽车的能量密度与安全性能究竟如何兼顾呢?首先,以目前的技术水平来看,动力电池能量密度和安全性确实不可兼得。 但也不难发现,电池能量密度与安全性,这几乎就是一个“死循环”。举个极端一点例子,需要二选一,你是要高能量密度带来的高续航还是只是要安全而不需续航?作为交通工具,安全性对于汽车来说是排在第一的,也是最重要的指标之一。所以在选择上面而言毫无疑问,大家势必都会选择安全。从近年来的电动汽车起火的事故上面就能够看出来,电动汽车的大都数自燃都是由动力电池引起,而从动力电池上面无一例外的都会由于热失控导致自燃事故,从电池组的内部原理来看,电池能量密度由电池的正负极上的活性材料决定,除了活性材料以外,还需要一些附加的非活性物质。 如导电辅助剂、隔离膜等材料。但电池的能量密度的提升对于电池技术来说,使通过对电池的正负极的材料数量来实现的,当增加的活性物质超出一定的比例就会导致内部活性物质异常的活跃,这就好比一个气球一样,使劲的充气当超过一定的负载的时候,就会炸裂,但要防止出现这种情况,要么疏通要么就更换更加厚的材料,而电池的特殊存在,在材料的开发上面也是需要一定时间和周期的,所以对于电池来讲要控制其活跃,这对于电池管理系统提出了更高的要求。如果充放电控制不当、或者散热跟不上,很容易造成自燃或爆炸。 能量密度越高,对安全方面的技术要求越高,在能量密度提高到一定程度后,安全技术会比较难达到。综合来看,新能源汽车发展的技术瓶颈很大一部分存在于电池身上。另一部分在于后续基础配套上面,当哪天充电桩保有量多了,电池材料有了新的替代品,电池能量与安全的问题能够解决了。

    时间:2019-07-13 关键词: 电动汽车 能量密度

  • 下一代电池的有力竞争者——氟离子电池新突破,常温下可充放电!

    下一代电池的有力竞争者——氟离子电池新突破,常温下可充放电!

    近年来,氟离子电池由于能够比现有的电池技术拥有更高的能量密度,同时对环境更加友好,而被视为下一代电池的有力竞争者。但氟离子电池过高的温度要求让其难以运用到日常的电子产品中。近日,本田研究所有加州理工学院、美国宇航局喷气推进实验室(JPL)研究人员合作在氟离子電池(fluoride-based battery,FIB)上获得突破,造出新的氟离子电池,并在常温条件下实现了充放电循环。这一成果发表在了 12 月 7 日的 Science 期刊上。目前常见的基于锂或金属氢化物的电池通常会受到电极固有特性的限制,而氟的原子质量较低,因此基于氟元素的电池的能量密度非常高。研究的共同作者、2005 年诺贝尔化学奖得主 Robert Grubbs 指出,氟离子电池在理论上的能量密度能比锂离子电池高出10 倍,充满电后的使用时长可超过锂电池8 倍。但缺点在于氟化物具有较高的腐蚀性,同时也容易过度活跃。同样参与了这一研究、本田研究所首席科学家 Christopher Brooks 表示,氟离子电池较目前使用的锂离子电池还有一个优势在于,锂离子电池在过热情况下存在起火等风险,而氟离子电池则没有这种担忧。而且,提取锂和钴的过程对环境造成的危害较大,而生产氟离子电池对环境的影响要小得多。这样看来,氟离子电池的优势非常明显,但缺点在于其对温度的要求非常高。现阶段,固态氟离子电池需要在 150 摄氏度以上的高温下才可导电。而在现有的技术下造出的液态电解质的氟离子电池也难以在常温条件下保持良好的充放电循环。△ 图|氟离子(粉红色)被 BTFE 包围 (来源:普渡大学)为了解决这一问题,研究人员将干燥的四烷基铵氟化物盐溶解在有机氟化醚溶剂中制成新的电解液,称为 bis(2,2,2-trifluoroethyl)ether(简称 BTFE),有助于氟离子在电池内部来回穿梭,以此开发出了一种新的氟化物电池。实验表明,利用这种方法制成的电池可在常温下实现可逆的电化学循环。目前研究人员还在电极方面作出努力,以做出符合导电要求和具有较长使用寿命的电池。在未来,氟离子电池将有望为电动汽车提供动力,同时其他的电子产品也有望用上氟离子电池而拥有更长的续航时间。

    时间:2018-12-18 关键词: 充放电 氟离子电池 能量密度

  • 影响锂离子电池低温性能的因素有哪些?

    锂离子电池具有能量密度高、自放电小、输出电压高、循环寿命长和无记忆效应等优点,占据了以手机、笔记本电脑、数码相机等为代表的消费类电子产品领域的绝大部分市场份额。目前,锂离子电池在电动工具、电动自行车等领域的应用也呈现出几何级数增长。 随着锂离子电池在电动汽车及军工领域应用的迅速发展,其低温性能不能适应特殊低温天气或极端环境的缺点也愈发明显。低温条件下,锂离子电池的有效放电容量和有效放电能量都会有明显的下降,同时其在低于-10℃的环境下几乎不可充电,这严重制约着锂离子电池的应用。 锂离子电池低温性能影响因素 锂离子电池主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解液组成。处于低温环境的锂离子电池存在着放电电压平台下降、放电容量低、容量衰减快、倍率性能差等特点。制约锂离子电池低温性能的因素主要有以下几点: 正极结构 正极材料的三维结构制约着锂离子的扩散速率,低温下影响尤其明显。锂离子电池的正极材料包括商品化的磷酸铁锂、镍钴锰三元材料、锰酸锂、钴酸锂等,也包括处于开发阶段的高电压正极材料如镍锰酸锂、磷酸铁锰锂、磷酸钒锂等。不同正极材料具有不同的三维结构,目前用作电动汽车动力电池的正极材料主要是磷酸铁锂、镍钴锰三元材料和锰酸锂。吴文迪等研究了磷酸亚铁锂电池与镍钴锰三元电池在-20℃的放电性能,发现磷酸铁锂电池在-20℃的放电容量只能达到常温容量的67.38%,而镍钴锰三元电池能够达到70.1%。杜晓莉等发现锰酸锂电池在-20℃的放电容量可以达到常温容量的83%。 高熔点溶剂 由于电解液混合溶剂中存在高熔点溶剂,锂离子电池电解液在低温环境下黏度增大,当温度过低时会发生电解液凝固现象,导致锂离子在电解液中传输速率降低。 锂离子扩散速率 低温环境下锂离子在石墨负极中的扩散速率降低。向宇系统研究了石墨负极对锂离子电池低温放电性能的影响,提出低温环境下锂离子电池的电荷迁移阻抗增大,导致锂离子在石墨负极中的扩散速率降低是影响锂离子电池低温性能的重要原因。 SEI膜 低温环境下,锂离子电池负极的SEI膜增厚,SEI膜阻抗增大导致锂离子在SEI膜中的传导速率降低,最终锂离子电池在低温环境下充放电形成极化降低充放电效率。 总结: 目前多因素影响着锂离子电池的低温性能,如正极的结构、锂离子在电池各部分的迁移速率、SEI膜的厚度及化学成分以及电解液中锂盐和溶剂的选择等。 低温性能限制了锂离子电池在电动汽车领域、军工领域及极端环境中的应用,开发低温性能优异的锂离子电池是市场的迫切需求。

    时间:2018-09-26 关键词: 锂离子电池 电源技术解析 储能 能量密度

  • 如何提高动力电池能量密度_解析动力电池提升能量密度的三大路径

    如何提高动力电池能量密度_解析动力电池提升能量密度的三大路径

    什么是电池能量密度 能量密度(Energy density)是指在一定的空间或质量物质中储存能量的大小。电池的能量密度也就是电池平均单位体积或质量所释放出的电能。电池能量密度=电池容量&TImes;放电平台/电池厚度/电池宽度/电池长度,基本单位为Wh/kg(瓦时/千克)。 电池的能量密度越大,单位体积内存储的电量越多。 圆柱形锂电池结构图 关于电池能量密度,现在我们都知道了它俨然是目前电池行业,甚至是电动汽车行业向前大跨步的最明显的突破口,但是突破它,真的是很难啊! △典型电池设计非活性物质(除引线等)的占比 据悉,电池的能量密度基本由电池的正负极决定的,但只是正负极活性材料也不能保证电池能发上电,得有很多非活性物质,比如导电辅助剂、活性粉末之间的粘结剂、隔离膜、阴阳极的箔材、绝缘固定的胶纸、铝塑膜壳或者钢铝壳等等。 我们中大部分人总是有意无意的忽略这部分物质的含量,得出的能量密度与事实相差较大,误导吃瓜群众。其实,这部分相当重要,就拿过去十几年的技术进步来说,电池能量密度的提升主要就是靠着活性物质占比的提升来实现的。 △能量密度的变化与预测 动力电池提升能量密度的重要性 动力电池在一定意义上代替了燃油车油箱,增大容量便可获得更长的续航能力,不过现代汽车的结构设计早已固定不变,即使纯EV正向研发,预留给动力电池的布局空间也仅仅是前后轴之间的固定位置。 在无法改变布局空间的前提下,提升电池整体容量便是解决续航问题的基础。实质上从13年开始至今,国产纯电动车的续航里程,已经从150公里提升至400公里左右,在一次次刷新续航里程的背后。动力电池往往会以更轻的整备质量,获得更大的电池容量,作为核心升级的便是电池能量密度。 实质上,锂离子电池是指以离子嵌入化合物为正极材质的电池总成。无论是三元锂、还是磷酸铁锂电池。整体的充放电过程基本相同,不同的是不同材质追求的性能取向不同。 锂离子电池主要由正极+电解液+负极组合而成,正极材质多采用含金属锂的化合物,负极大多采用石墨或碳材质,两者之间的有机溶剂则是电解质。充电时,正极上分解成锂离子,通过电解质进入电池负极,并且嵌入负极材质。放电时,嵌入负极材质的锂离子通过电解质回流指正极,回到正极的锂离子越多电池容量越高。 动力电池提升能量密度的三大路径 一、提升轻量化水平间接提高动力电池能量密度 以前新能源汽车生产企业多采用钢材料制作电动汽车动力电池托盘,现在很多企业都在以铝合金材料为主。铝合金的密度为2.7 g/c m3,无论在压缩还是焊接等方面,铝合金材质都已非常优秀。而镁合金的密度为1.8 g/ c m3,碳纤维是1.5 g/ c m3,这些材料用来生产电池托盘,将可以极大地提高新能源整车的轻量化水平。王子冬认为,轻量化技术仍在不断发展中,未来也将有更多轻量化材料问世。他表示,不仅应研究电池托盘材质的轻量化,从动力电池单体到系统,都要考虑材质的轻量化问题,这样才能最大限度地提高动力电池的能量密度。 轻量化需要减轻配件重量,但不能降低配件的强度,因此材料的坚固性需要考虑。另外,采用更轻的材料,将会面临成本上涨的问题。因此在动力电池成本还未大规模下降的情况下,实现整车轻量化的当务之急是研发出更可靠、经济的轻量化材料。2016年,沃尔沃表示,如果将目前的电动汽车电池全部更换成新型轻量化材料,可以降低车重超15%,而且材料成本更低也更为环保。 二、纠结铁锂还是三元不如布局硅碳负极 作为国内两大主流技术路线,近些年磷酸铁锂和三元材料的能量密度都有所提升。由于三元的能量密度更高,而补贴政策又更倾向于高能量密度产品,因此各大电池企业都将三元电池作为公司下一代产品的主力。但比亚迪股份有限公司总经理沈晞认为,虽然三元和铁锂两者在单体能量密度方面相差较大,但在成组后的系统能量密度方面相差无几,在成本和电池储存难度上也无较大差异。所以沈晞建议企业在提升动力电池能量密度的规划上,可以考虑从动力电池负极材料入手,在量产产品中应用硅材料(如氧化亚硅负极材料等),从而提升电池组的整体能量密度。 三、更改电池尺寸提升系统能量密度 更改电池尺寸依然是提升电池能量密度的有效方式。虽然特斯拉选择18650技术路线成功吸引了国内众多动力电池企业的追随,但由于18650电芯单颗容量小,普遍在2-4Ah左右,串并联数量太多,单体失效风险概率较大,导致其在主流新能源乘用车和客车领域的应用受到一定限制。2017年,率先使用18650电池的特斯拉将目光转向了21700电池并已经实现量产。 据特斯拉CEO马斯克介绍,当使用21700电池的Model 3汽车上市之后,将会重新审核是否选用21700电池制造Model S和Model X型号汽车。一旦审核通过,21700电池很有可能全面替代特斯拉汽车上的18650电池。据了解,特斯拉采用21700电池后,由于同等能量下,所需电池的数量减少约1/3,这将带来整个Pack内部金属连接件数量的减少,从而进一步降低电池Pack的重量,整车的能量密度将得到部分提升。而这种方式也为国内18650电池企业在提升能量密度和降成本方面提供了参考。据了解,目前国内18650电池企业基本上都对特斯拉的方式表示认可,并且也在进行相关布局。

    时间:2018-04-19 关键词: 电池 电源技术解析 动力电池 能量密度

  • 智能手机发展迅速!电池突破究竟什么时候才能实现?

    智能手机发展迅速!电池突破究竟什么时候才能实现?

    无论智能手机推出了多少代,我们总会面对一个老问题:电池续航时间怎么还是这个老样子。不管厂商做了多少优化,最终也不过是以小时计算的区别。为什么电池技术的进步总是那么慢,我们其实以前也谈过。突破究竟什么时候来?现在有些新东西可以说说。 仿佛不可能的梦 即使是公认已经发展到了一个顶点的智能手机,我们每年都还可以看到大量技术和设计上的变化,比如今年最成话题的OLED屏幕、大屏占比设计等等。当然了,无论这些东西怎么变,有一些不变我们好像都已经习惯了,那就是电池技术。性能不断增强,分辨率不断提高,拍照越来越好看,但是续航那是肯定没有太大突破的。 我们当然有办法提高手机的续航时间,只要把电池做得更大就行了,但这只是最粗暴的办法,手机毕竟就那么大。几乎所有的技术研究都可以靠砸钱和时间来解决,电池技术那么重要,就不值得大厂们投入吗? 解决方法听起来简单,但其实并非如此。投入大量金钱,雇用最好的科学家,拥有足够的耐心,这都不是解决问题的关键。问题在于,打造一个能量密度更高的电池,涉及到的将是一个全新的科学领域。 对此伦敦帝国理工戴森工程学院的教授比利·吴解释道,摩尔定律简单来说,就是每隔几年晶体管都会变得更小,让芯片能够容纳更多,从而提高处理能力。电池领域却不是这样。“在微处理器领域,一切都只为了把东西做得更小。但到了锂离子电池这边,如果你想提高能量密度,换句话说就是增加手机的续航时间,那你就必须要从根本上改变电池里的材料。” 这当然不会是“那就换材料呗”那么简单,因为内部材料组成的平衡哪怕有一点不对都可能会导致严重的问题。现在那么多的事故,都在提醒我们一旦出事会有多么严重。吴教授表示现有的镍、钴、锰组合在未来的几年内可能会发生变化。因为镍更活跃,它的比例会得到提高,从而增加电量。 当然了,只是这点变化仍需要几年的测试保证一切稳定和安全。据说如果成功,续航能有10%至20%的提升。然而人们等了那么多年,等来的提升和时间似乎并不相符。电池技术的真正突破,仿佛是人们在追逐一个不可能的梦。 困难重重 用科学家的说法,电池技术可以说是一种“混沌的艺术”。它之所以发展得那么慢,很大程度上是因为几乎每一点微小的进步或改变,都需要经过大量的实验和测试,以保证安全和稳定。即使是发现了对于提升能量密度很有帮助的材料,你都不能保证它真的能用。 举个例子,近来人们发现比起现在电池里的石墨,硅胶似乎是一种更好的材料。它的能量密度是石墨的十倍,意味着如果现在我们的手机能撑一天,硅胶电池就能让手机顶十天。问题就在于,这样的电池就变成了一个很危险的爆炸物。 为什么会这样呢?当电池充放电的时候,石墨会膨胀和收缩大概10%的幅度。我们能对付10%,但硅胶在这上面能达到300%。不用多想都知道,这种电池该有多么危险。 也正是因为这样,电池技术研究的投入可以说是一个看不到底的黑洞,因此世界上尽管有着许多科学家、企业和研究机构在坚持不懈地攻关,但看不到前景使得这些努力始终都是各自为战,形成不了一个业界范围内的合作。 更重要的是,三星Galaxy Note 7这一系列的事件震惊了整个业界,这也让人们在研究时变得更加小心翼翼,更重视每一步的测试。业内人士透露说此前许多厂商都开始抱有侥幸心理,想要强行推进电池能量密度的增长。电池事件是一个警醒,迫使所有人的节奏都慢了下来——当然了,注意安全肯定是一件好事。 我们能看到进步吗? 那么问题来了:既然突破的进度已经如此缓慢,我们到底什么时候才能看到进步的到来?有趣的是,答案是很久以后,但好像也不是那么久。 “要开发一种新的化学过程大概需要10年的时间,1亿英镑的投入,所以它在经济规模上和微处理器领域比不了。”吴教授说。 而且,10年时间不过是第一阶段。接下来还要再花10年,不断地测试和改进,让新技术足够安全和稳定,否则就不能把它应用在商业化上。最简单的例子,锂离子电池的相关研究成果于1980年首次发表在牛津大学。一直到上世纪九十年代之后,索尼才首次将这个技术商业化。 “我们已经有了另一种化学方案,但它要到来还需要一点时间。人们一直在谈论硫磺或硅胶作为电池的新材料。另外现在有一种被称为锂空气电池的可能会是最终的解决方案。然而在它尽善尽美之前需要一个甚至两个10年以上的时间。”吴教授说。 10年甚至20年的时间对每一个人来说都久得可怕,但是在听到了之前那些令人绝望的状况之后,好像也就没那么长。更重要的是,厂商们另辟蹊径,零零碎碎的进步和优化肯定还会是有的。 尽管电池技术短时间内没法突破,但毕竟其他的技术不能不进步。随着手机性能继续增强,分辨率甚至还要上到4K级别,这些都对能耗优化提出了苛刻的要求。对此,10纳米工艺甚至7纳米工艺都已经上了日程。OLED屏幕可以有效减少能耗。各种软件层面上的优化也都成为了必修课。

    时间:2017-05-31 关键词: 智能手机 电池 电源资讯 能量密度

  • 能量密度达302Wh/kg 科技部公布动力电池研究段性进展

    能量密度达302Wh/kg 科技部公布动力电池研究段性进展

    5月19日从科技部获悉,在国家重点研发计划“新能源汽车”重点专项的支持下,由合肥国轩高科动力能源有限公司牵头承担的项目“高比能量动力锂离子电池的研发与集成应用”取得了阶段性进展,开发完成能量密度达281Wh/kg和302Wh/kg的电池单体样品。下面就随汽车电子小编一起来了解一下相关内容吧。   能量密度达302Wh/kg 科技部公布动力电池研究段性进展 项目团队围绕高比能、高安全、长寿命动力电池的开发,通过电池模型模拟分析,从材料体系匹配和电芯设计工艺角度对新型正极材料、硅基负极材料以及高安全电解液等开展了深入研究和技术攻关。目前,采用高镍正极材料匹配硅基负极材料实现单体电池能量密度达281Wh/kg,1C倍率充放室温循环350次容量保持80%;采用富锂正极材料匹配硅基负极材料实现单体电池能量密度达302Wh/kg,0.5C倍充倍放室温循环195次容量保持80%。项目突破了高比能量电芯的材料体系匹配技术、极片加工制备技术与环境控制技术,在电芯极片设计、电芯制备过程工艺技术、性能及安全性能测试等方面取得了显著成绩,形成了高比能电池开发的标准化作业流程与开发平台。项目研究成果将逐步拓展应用于各类动力电池产品的研发,为我国高比能量、高安全锂离子电池的开发提供关键基础。

    时间:2017-05-21 关键词: 锂离子电池 动力电池 能量密度

  • 能量密度达302Wh/kg 科技部公布动力电池研究段性进展

    能量密度达302Wh/kg 科技部公布动力电池研究段性进展

    5月19日从科技部获悉,在国家重点研发计划“新能源汽车”重点专项的支持下,由合肥国轩高科动力能源有限公司牵头承担的项目“高比能量动力锂离子电池的研发与集成应用”取得了阶段性进展,开发完成能量密度达281Wh/kg和302Wh/kg的电池单体样品。 项目团队围绕高比能、高安全、长寿命动力电池的开发,通过电池模型模拟分析,从材料体系匹配和电芯设计工艺角度对新型正极材料、硅基负极材料以及高安全电解液等开展了深入研究和技术攻关。目前,采用高镍正极材料匹配硅基负极材料实现单体电池能量密度达281Wh/kg,1C倍率充放室温循环350次容量保持80%;采用富锂正极材料匹配硅基负极材料实现单体电池能量密度达302Wh/kg,0.5C倍充倍放室温循环195次容量保持80%。项目突破了高比能量电芯的材料体系匹配技术、极片加工制备技术与环境控制技术,在电芯极片设计、电芯制备过程工艺技术、性能及安全性能测试等方面取得了显著成绩,形成了高比能电池开发的标准化作业流程与开发平台。项目研究成果将逐步拓展应用于各类动力电池产品的研发,为我国高比能量、高安全锂离子电池的开发提供关键基础。

    时间:2017-05-19 关键词: 锂离子电池 动力电池 能量密度

  • 液流电池能量密度刷新纪录 香港中大研发新型高能量电池

     香港中文大学机械与自动化工程学系最近研发了一种高能量新型锌-碘溴液流电池,能量密度达每升101瓦时,刷新了目前水系液流电池能量密度的纪录。研究团队预计这种电池可在5至8年内应用于电动汽车市场。 在香港中大4月12日召开的记者会上,机械与自动化工程学系助理教授卢怡君介绍了该研究的原理和优点,并进行了示范。 卢怡君介绍,水系液流电池是两种电解液通过离子交换产生电能,具有安全、环保、系统设计灵活、寿命长达数十年的特点,是一种极具发展潜力的新型储能系统。 卢怡君说,锌-碘溴液流电池以高溶解度的碘化锌作为主要的活性电解液原料,碘离子和锌分别作为正极与负极的电化学活性物质。该电池中含有一些游离的碘二离子,在充电时,碘离子为稳定碘二离子,与其结合成为碘三负离子,使锌-碘溴液流电池的循环性保持稳定。然而,那些充当稳定剂而失去自由的碘离子在提升电池容量方面的功能被白白浪费。 基于此,研究团队发现,在碘溶液中添加溴离子可用来充当碘离子的“替身”。溴离子与碘二离子结合成为碘溴离子,同样可发挥稳定循环性的作用,而被释放的碘离子则可增加电池容量。在添加碘离子后,电池能量密度被提升至高达每升101瓦时,与未添加溴离子前相比,电池容量增加了至少20%。 卢怡君表示,这种新型储能系统具有能量密度高和循环性能兼备的特点,预计在5至8年内可应用于日益庞大的电动汽车市场。“电动汽车如果应用了这种电池,可大幅降低价格,行驶里程也更长。同时,这种电池更安全,不怕普通的碰撞,对电动汽车的安全性很有好处。”卢怡君说。 据悉,该项研究是香港中大五年研究计划“智能化太阳能技术:采集、存储和应用”的一部分,由30多位来自香港中文大学、香港理工大学、香港科技大学及香港大学学者共同合作,以提升太阳能发电的效能。团队自2014年起获香港特区政府研究资助局主题研究计划资助6033万港元。

    时间:2017-04-13 关键词: 液流电池 电源资讯 能量密度

  • 科技部部长:五年把电池能量密度提高一倍!

    科技部部长:五年把电池能量密度提高一倍!

      电动汽车最重要的部件是动力蓄电池。科技部部长万钢26日说,今后五年要努力把动力电池单位能量密度提高一倍,把制造成本降低50%;使单位电池能量达到300瓦时以上的同时,成本降至1元以下。 “在规模上发展和基础研究上发力,是动力电池的努力方向。”万钢在2016中国汽车论坛上说,今后我国会更加注重对基础技术的研究,并在动力电池的发展过程中不断凝练问题,找出科学解决方法,解决共性关键技术问题。 据了解,随着我国对动力电池研发的不断投入,动力电池的效率不断提高、成本持续下降。与2011年相比,2015年的动力电池单位能量密度已经提高了一倍,制造成本降低了30%。 “无论从能源、环保,还是汽车产业自身发展来看,汽车行业的未来都指向着新能源方向。”万钢说,我国能源结构的调整为新能源汽车发展提供了能源保障;相关法规为汽车行业提出的降耗要求也推动着产业向新能源方向转型。 近年来,我国新能源汽车产业得到快速发展。中汽协数据显示,今年1月至3月,全国新能源汽车生产62663辆,销售58125辆,而2011年全年我国新能源汽车的产销量不足5000辆。

    时间:2016-04-27 关键词: 电池 能源 动力电池 电源资讯 能量密度

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