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動力電池除要高度更要有深度

電動汽車的續航里程和安全性一直是業界和用戶關注的焦點問題,為了提高動力汽車的工作性能,各大企業和科研機構紛紛加大了在電池領域的研究力度,力爭在新能源汽車市場上搶占先機。

近日,日本兩大電動車制造商豐田和日產分別公布了在動力電池領域的最新技術成果。這兩家公司新一代密集能源貯備電力組可為電動及混動汽車提供持續時間更長的驅動力。

豐田汽車公司正在研究以鎂電解質取代當前鋰離子電池中使用的鋰電解質。豐田認為鎂元素相較鋰元素有兩大好處。首先,鎂可以允許密集能量儲存。另外,鋰是一種不穩定的金屬元素,容易引起火災發生,鎂元素相對更加安全。該公司鎂元素基礎化學電池將在接下來的20年內面世。

日產則在尋求一種添加劑,以提升當前鋰電池的性能、擴充能量儲存容量。日產采用的技術手段是在電池中摻進一種叫做“非晶一氧化硅”的添加劑,以提升鋰離子電池能量儲存容量。這種化學物質可使電池保留更多的鋰離子,從而提升電池總體性能。

國內的科研機構在此方面也取得了最新進展。今年3月,中國科學院深圳先進技術研究院唐永炳和其研究團隊公布了最新成果“新型高能量密度鋁—石墨雙離子電池技術”。這種新型電池把傳統鋰離子電池的正負極進行了調整,并采用鋁箔同時作為電池負極材料和負極集流體。該電池工作原理有別于傳統鋰離子電池:充電過程中,正極石墨發生陰離子插層反應,而鋁負極發生鋁-鋰合金化反應,放電過程則相反。這種新型反應機理不僅顯著提高了電池的工作電壓,同時大幅降低電池的質量、體積、及制造成本,從而全面提升了電池的能量密度。據初步估算,500Kg的鋁—石墨電池的續航里程可達到約550公里。與傳統的鋰電技術相比,這種電池具有明顯的優勢,不僅生產成本降低約40%-50%,同時能量密度提高至少1.3-2.0倍。

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  • 在急切追求動力電池高能量密度的同時,它的安全性也不容小覷。近日發生的多起電動公交車失火和電池工廠爆炸事件,引起了人們對鋰電安全性的極大關注。

    動力電池之所以會存在安全隱患,一部分原因是串聯電池組存在電池單元平衡問題。電池在充放電的過程中由于電池組之間的差異性,會導致蓄電池存在過度充電或過度放電的現象,過度充放電都會導致電池的燃燒、爆炸危險的發生。

    另外,研究表明,以三元鋰電池為例,電池充滿電時其正極的材料組成是脫鋰態的鈷酸鋰,負極是嵌鋰碳。鈷酸鋰在高溫下會發生分解反應釋放氧氣,而嵌鋰碳的化學反應活性基本上與金屬鋰相近。所以如果發生燃燒,那基本上就相當于金屬鋰在富氧環境中燃燒一樣,這將引起非常嚴重的后果。

    所以給動力電池配備優質的BMS電池管理系統極為重要。BMS作為連接二次電池與用電器之間的重要紐帶,將電池或電池組的監測管理集于一體,實現對電池的實時監控、自動均衡和智能充放電等重要功能,從而確保電池或者電池組的安全性、可靠性,并以最佳狀態輸出動力。

    目前國家正在制定電池管理系統的相關標準,這將推動我國動力電池有關安全性的工作進展。

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    發布時間2016-06-08 點贊(0) 詳情:11
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