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汽車動力電池目前狀況及未來發(fā)展趨勢

2016-02-25 03:30
來源: 蓋世汽車

  汽車行業(yè)的發(fā)展是整個上下游產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,對于新能源汽車的崛起,動力電池的核心地位越來越突出。動力電池的技術(shù)話題也爭論不斷,材料種類、安全性、電池標(biāo)準(zhǔn)、壽命、價格成本等。至于未來動力電池該何去何從,小編整理出相關(guān)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和研究人員的觀點(diǎn),掌握了解動力電池的現(xiàn)在和將來的發(fā)展?fàn)顩r。

  好的動力電池,用產(chǎn)品說話

  中國汽車工業(yè)協(xié)會常務(wù)副會長董揚(yáng):現(xiàn)在的短板是什么?是產(chǎn)品。產(chǎn)品中的短板是什么?是動力電池。發(fā)展新能源汽車不能用追求電池的重量來換取里程,電池成本要降低,過渡到無補(bǔ)貼,做好整車輕量化,不斷提高動力電池水平。

  第一不能用追求電池的重量來換取里程;第二要降低電池成本,要過渡到無補(bǔ)貼;第三不但電池、電機(jī)系統(tǒng)要好,而且整個車的輕量化、風(fēng)阻力效能都要提高;第四,也是最關(guān)鍵的是要提高動力電池的水平。

  測試中心建設(shè)首先要有中試基地,沒有研究和裝備根本就上紙上談兵,這是電池研發(fā)的過程,這是測試中心的一些項(xiàng)目,實(shí)際上現(xiàn)在大家有的測試主要是法規(guī)性的測試,前面關(guān)于材料的分析特別是環(huán)境和安全的測試,現(xiàn)在我們的測試能力嚴(yán)重不足。

  滿足不同需求,多種電池共同發(fā)展

  科技部電動汽車重大項(xiàng)目總體專家組組長、全國政協(xié)常委歐陽明高:不同車型采用不同的電池,例如乘用車看重續(xù)駛里程,主導(dǎo)采用高比能量的三元鋰離子電池。電池發(fā)展到2020年的目標(biāo)是單體電池300瓦時/公斤,系統(tǒng)到200瓦時/公斤,這是三元鋰離子電池能夠達(dá)到的水平。客車更看重安全性,可以采用比能量相對低一點(diǎn),但穩(wěn)定性更高的磷酸鐵鋰電池。

  對于目前概念火熱的石墨烯電池,歐陽明高表示,關(guān)于石墨烯在電池中的應(yīng)用,基本上依據(jù)都是在刊物上發(fā)表的文章,沒有一個是拿出做實(shí)驗(yàn)的完整電池。電池材料應(yīng)用分幾個層面,僅在材料基礎(chǔ)研究階段,就要經(jīng)歷從材料到電極再到單體然后發(fā)展到體系等多個層次,每個層次都面臨不同問題,所以短期內(nèi)不要對石墨烯電池應(yīng)用在電動車上抱有太大希望。

  當(dāng)前石墨烯主要是作為導(dǎo)電增強(qiáng)劑添加在電池的正負(fù)極材料上,以改善導(dǎo)電性,增強(qiáng)電池的充放電倍率。歐陽明高預(yù)計,石墨烯電池可能會首先在消費(fèi)類電池中應(yīng)用,比如手機(jī)電池、紐扣電池等等。但在以純電動轎車主導(dǎo)的動力電池上,未來仍以三元鋰電池為主。

  “要以實(shí)現(xiàn)城市大客車動力系統(tǒng)一體化平臺為目標(biāo),加強(qiáng)深化產(chǎn)業(yè)發(fā)展,提高科研技術(shù)能力,從而保證新能源汽車發(fā)展項(xiàng)目的安全、平穩(wěn)、增速發(fā)展。”

  中國從“十五”科技部電動汽車重點(diǎn)專項(xiàng)開始,推動中國電動汽車動力電池的研發(fā),當(dāng)時主要是鎳氫電池和錳酸鋰電池。“十一五”時,主要是磷酸鐵鋰電池。到“十二五”,中國的重點(diǎn)研發(fā)轉(zhuǎn)向三元鋰離子電池,2015年中國三元鋰離子電池的比能量預(yù)計會達(dá)到180瓦時每公斤。到2020年預(yù)計超過200瓦時每公斤,比現(xiàn)在提高一倍。

  據(jù)國外趨勢,中國2020年的基本的發(fā)展目標(biāo)是,高比能量電池達(dá)到300瓦時每公斤,壽命1500次,成本8毛錢。歐陽明高強(qiáng)調(diào),在邁向高比能量鋰離子電池的過程中,機(jī)遇挑戰(zhàn)并存,安全問題將變得更加突出。能量比越高,挑戰(zhàn)越大。“中國必須進(jìn)一步重視安全性,在安全性、耐久性、動力性三個問題中,最核心的是安全性問題”。

  動力電池安全性的問題概括稱為動力電池?zé)崾Э兀姵厥軣岬揭欢囟群蟛豢煽,溫度直線上升,超過500度、1000度,然后發(fā)生燃燒爆炸。溫度會觸發(fā)電池里的副反應(yīng),這些副反應(yīng)會放熱,導(dǎo)致熱失控。此外,電觸發(fā)也會引起該問題。外部短路、內(nèi)部短路、過充都會導(dǎo)致產(chǎn)熱,然后產(chǎn)生熱失控。還有一個原因是碰撞,車輛碰撞擠壓之后,電池就像被針刺了一樣,發(fā)生短路,然后再產(chǎn)熱,熱再引起熱失控。

  歐陽明高建議,中國國內(nèi)應(yīng)學(xué)習(xí)研究特斯拉電池的安全設(shè)計。“應(yīng)該來講,特斯拉用的是不安全的電池,從單體電池角度是不安全的。但是,一個單體不安全的電池做到系統(tǒng)安全,是因?yàn)樘厮估碾姵赜昧?000多只18650的三元電池,鎳鈷鋰,單體不安全的電池組合起來就安全了。這是特斯拉安全設(shè)計的專利。這些專利大家可以仔細(xì)分析一下,因?yàn)楝F(xiàn)在特斯拉專利都是公開的。”

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