新能源车的电池技术(国外新能源电池新技术突破)
新能源车的电池技术(国外新能源电池新技术突破)
Q1:新能源汽车的“高能动力电池技术”可以在哪些方面提高?
从探索改进电极及电池结构的设计方法、建立电池极化模型和仿真技术等方面入手,汽车动力电池的“瘦身健体”之旅仍在不断推进:汽车动力电池的储能将有可能提高至400瓦时/公斤。要让电池变成“肌肉型男”,在获得合理的正负极材料之余,还需要设计出可行的加工工艺。着力全新的锂硫电池和锂空气电池的研究,它们的能量密度有望达到500瓦时/公斤。被欧阳明高点名的科研项目获得了国家重点研发计划的支持,全名为“高比能动力电池的关键技术和相关基础科学问题研究”,该研究基于研究团队研制出的高容量富锂锰基的正极材料,汽车动力电池的储能将有可能提高至400瓦时/公斤。近年来,在国家政策的大力扶持下,我国新能源汽车得到迅速普及,但“不敢去远郊区县”的“梗”至今难以理顺。打破500公里的单次行程极限将大大推动电动汽车的推广,然而汽车承载有限,如何在受限的体积内尽量多地储备电能成为科研攻关的关键目标。该项目负责人、北京大学教授夏定国表示:“要进一步提高锂离子电池的能量密度, 正极材料的比容量是关键。”据夏定国介绍,针对正极材料的比容量,研究团队在前期工作基础上,深刻理解富锂材料稳定性机制以及阴离子氧化还原的产生机理,通过调控阴离子氧化还原机制来实现富锂材料性能的优化。也就是说,团队首先遇到的问题是:阴离子氧化还原能力受什么“左右”?揭示这一规律将引导团队接近并找到性能优良的电极。团队还发现,在物质内部原子之间的几何结构会影响电子的结构,从而影响阴离子氧化还原的能力,研究明确了结构和效能的关系,并希望通过结构的设计改善电极材料的电化学性能。“提高正极材料中的含锂量,让更多的阴离子稳定参与氧化还原反应是一个重要途径。”夏定国说,研制出高容量富锂正极材料,为进一步提高动力电池的能量密度提供了可能。项目组除制备出了一种高容量的富锂正极材料和两种高容量、高稳定富锂材料—碳复合材料外,还制备出了高容量的锂电池负极材料。要让电池变成“肌肉型男”,在获得合理的正负极材料之余,还需要设计出可行的加工工艺。例如,富锂化合物在电极中需要很好地分散开来,既保持在体系中60%以上的含量,又不凝结为块状。分散越均匀,可逆性越好,充放电效率越好。目前该电池还需进一步完善,夏定国介绍,仍存在“枝晶锂”制约新体系电池的进步及电池安全性这两个关键问题。相关实验显示,10—50次循环使用之后,电压衰减明显,电极也不起作用了。“枝晶锂”是锂离子电池采用液态电解质所特有的,锂离子还原结晶成树枝样,并不断生长,到一定程度可能会刺破隔膜,科学家目前正在从两个角度寻求突破。一是包被涂层,二是研究固体电解质。夏定国强调,“高能量密度锂离子动力电池的发展有待于电极材料、电解液及高安全性途径的发展,更有待于新的分析方法及电池制备技术进步”。除了提高锂离子电池的能量密度使其达到400瓦时/公斤外,项目组还将着力全新的锂硫电池和锂空气电池的研究,它们的能量密度有望达到500瓦时/公斤。中国工程院院士陈立泉表示,锂空气电池是动力电池的发展方向之一,“现在大力发展的氢氧燃料电池,必须用金属罐子保障氢气使用时的安全,而锂空气电池(负极为空气中的氧气)只要一个榨菜袋子就可以了。从实用性、成本上来讲锂空气电池也应该发展”。
Q2:新能源汽车绝不认输,锂电池燃料电池甲醇制氢,产
冬天是一个比较冷的季节,很多人都穿的非常厚,为的就是能够保暖。而在汽车市场上,其实也有同样的忧愁,汽车也是非常怕冷的,。冬天,很多车有着续航,低温,充电时间方面的劣势,尤其是一些出租车司机还有新能源汽车司机,对于这方面的吐槽是非常多的。其实每一年都会有类似的吐槽抱怨,无非就是对于这三方面的不满意。可以看到,虽然技术在不断进步,但是这些问题还是没有从根本上解决,很多人对此比较担忧。而对于这些问题,很多国内外车企是没有放弃的,尤其是在锂电池基础上方案频繁提出,让我们看到了用心。比如说加大电池包,优化热管理,热泵空调,提高能量的密度,还有增强器及汽油柴油的供暖系统,这些技术一直在不断改进和发掘。除了氢燃料汽车热度很高之外,甲醇重整制氢技术,以及以爱驰和吉利为代表的甲醛燃料也是非常有热度的,逐渐走进了大家的视线里。随着一些技术路线的综合运用,新能源汽车也是不断在调整自我突破自我。大家应该发现了,在过去的时间里,新疆的主力军就是锂电池的充电汽车,因为它非常的环保,并且在政策方面也是比较给力的,所以说销量一直是上升的。但是在国内制造车还有特斯拉的影响之下,传统汽车厂商也开始改变自己,纷纷加入这个战队。其实锂电池不仅是有优势,也是有明显劣势的。它的劣势就是充电时间长,不耐低温并且续航很短,这一点让很多人非常担忧。所以说为了弥补这些劣势,采取的手段也是非常多的,不仅是增大了电池包,还努力提高电池能量密度,因而很多续航的产品也是不断产生。由此氢燃料电池也是出现在了大家面前,这样完全能够弥补锂电池的缺点。其实氢燃料电池就和小型的发动机差不多,能够产生电促进电机。而且我们发现加满氢气的时间是非常短的,可能只有三五分钟,这样既不耽误时间又很方便,续航的水平也是比较高的,完全可以跟燃油车水平相比,另外它非常的环保节能,符合现在很多人的理念。如今,在市场上也是产生了更多产品,比如说这是NEXO,是韩国现代的氢燃料电池汽车。加一次氢气就能够达到700~800千米。比较值得一提的是,在11月的时候,江苏无锡也是设立了一个氢燃料的电池中心,表面上看这个工程是比较巨大的,可以弥补一些缺点,但是其实也是有很多劣势的。因为它成本非常的高,并且储存和运输的难度也是比较大的,所以不适用于家用短途出行,如果是一些长途运输的话还可以,所以说要想让它完全取代锂电池是根本不可能的。没想到甲醇制氢系统也是做了调整,直接在车上用甲醛,这样就会产生氢气,从而提供给燃料电池,这样就会把运输还有集中秩序的环节收取,既能弥补缺点又能保留优点。但是和其它的新能源一样,这个路线并不是万能的。如果未来能够根据不同场景跟需求进行多方配合的话,新能源的作用会非常的大,这样的话能让人们在安全出行的同时,还能保持环保节能,真的是何乐而不为呢。不得不说,新能源汽车的潜力,真的是超乎我们的想象。未来相信新能源汽车会越来越多,逐渐成为汽车市场的一大主力。"本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
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