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動(dòng)力電池的未來(lái)發(fā)展將會(huì)是怎么樣

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1379次  |  2018年11月25日  

新能源將在能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)越來(lái)越高的比例,電能的存儲(chǔ)及利用是能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。電池循環(huán)壽命超過(guò)5000次、價(jià)格低于1.5元/Wh,或者循環(huán)壽命超過(guò)10000次、價(jià)格低于3元/Wh將是截至2020年儲(chǔ)能鋰離子電池的研發(fā)和生產(chǎn)目標(biāo);而能量密度高于350Wh/kg、成本低于0.8元/Wh以及使用壽命長(zhǎng)達(dá)10年的高安全性動(dòng)力鋰電池將會(huì)是今后長(zhǎng)期的研究熱點(diǎn)。動(dòng)力電池安全性是當(dāng)前動(dòng)力電池企業(yè)和車企普遍關(guān)心的問(wèn)題,東莞新能源科技有限公司(CATL)、天津力神電池股份有限公司等國(guó)內(nèi)電池領(lǐng)軍企業(yè)從材料、電池角度,對(duì)電池安全性技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)開發(fā),CTAL甚至對(duì)動(dòng)力電源進(jìn)行了整車水平的安全性評(píng)估。新體系高比能量電池仍然是科研院所的前沿課題,以金屬鋰為負(fù)極、固體鋰離子導(dǎo)體為電解質(zhì)的鋰空氣或鋰硫電池被認(rèn)為是動(dòng)力電池未來(lái)的發(fā)展方向。


全球已經(jīng)進(jìn)入從化石能源向可再生能源轉(zhuǎn)變的時(shí)期,環(huán)境保護(hù)與新能源技術(shù)的開發(fā)是世界各國(guó)關(guān)注的熱點(diǎn)。汽車雖然是21世紀(jì)最重要的交通工具,但是其帶來(lái)的污染也成為全球性問(wèn)題。隨著汽車數(shù)量越來(lái)越多、使用范圍越來(lái)越廣,它對(duì)世界環(huán)境的負(fù)面效應(yīng)也越來(lái)越大。開發(fā)電動(dòng)汽車(EV),已成為世界各國(guó)的迫切任務(wù)。近十年來(lái),中國(guó)政府、高校、汽車制造商和電池公司已投入大量的人力、資金加速電動(dòng)汽車的研發(fā),中國(guó)已經(jīng)成為世界電池技術(shù)、制造及市場(chǎng)密集的地區(qū)。鋰離子電池因具有高能量密度、高功率密度、體系豐富的特點(diǎn),被公認(rèn)為最有希望的動(dòng)力電池,但作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè),鋰電池在技術(shù)、設(shè)備和應(yīng)用方面還存在很多技術(shù)瓶頸。


一、鋰電池未來(lái)發(fā)展方向


國(guó)家能源發(fā)展的戰(zhàn)略方向已轉(zhuǎn)向加強(qiáng)可再生能源消費(fèi)中的比例,我國(guó)政府正不斷加大力度培育和發(fā)展新能源技術(shù)產(chǎn)業(yè),而動(dòng)力電池是發(fā)展新能源汽車的關(guān)鍵。目前雖然我國(guó)動(dòng)力電池在電極材料、單體電池、電池系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)取得重要進(jìn)展,建成了較為完整的產(chǎn)業(yè)體系,形成了一定的市場(chǎng)規(guī)模,但動(dòng)力電池仍不能滿足新能源汽車發(fā)展的需求,主要存在3個(gè)方面的問(wèn)題:比能量、安全性和性價(jià)比。綜合考慮3方面問(wèn)題,以金屬鋰為負(fù)極、固體鋰離子導(dǎo)體為電解質(zhì)的鋰空氣或鋰硫電池是未來(lái)的發(fā)展方向。


1.比能量

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符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

目前,電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池正極材料以磷酸鐵鋰(LFP)為主,負(fù)極材料仍主要采用石墨材料,其比能量約為90~140Wh/kg。預(yù)期至2020年,能量型動(dòng)力電池系統(tǒng)比能量達(dá)到250Wh/kg,成本下降至1.0元/Wh。正極材料的發(fā)展以高容量、高電壓為主要取向,典型代表是富鋰過(guò)渡金屬氧化物,比容量可達(dá)250mAh/g,充電電位4.8V;高容量硅材料是新型鋰離子電池負(fù)極材料的主要發(fā)展方向,主要包括硅碳復(fù)合材料、硅金屬合金材料和硅氧化物材料等。預(yù)計(jì)2030年,能量型動(dòng)力電池系統(tǒng)比能量達(dá)到500Wh/kg。開發(fā)鋰硫電池、鋰空電池等新體系電池,正極材料以硫/碳復(fù)合材料或氧電極催化劑材料為主;金屬鋰為負(fù)極材料主要發(fā)展方向,開發(fā)表面涂層材料、合金材料等。


2.安全性


提高動(dòng)力鋰離子電池安全性和可靠性,需要建立從材料、電池及關(guān)鍵部件到系統(tǒng)安全保障等一系列技術(shù)措施。安全性電極材料可根據(jù)微區(qū)溫度及電壓變化快速關(guān)閉危險(xiǎn)性反應(yīng),實(shí)現(xiàn)電池單體的可逆保護(hù);通過(guò)在隔膜表面修飾納米氧化物陶瓷材料開發(fā)新型安全性隔膜材料,降低電池內(nèi)短路率;電池的另一個(gè)重大安全性隱患主要是因?yàn)槭褂靡簯B(tài)有機(jī)電解液,易引發(fā)起火、爆炸等問(wèn)題,而固體電解質(zhì)在避免這些安全事故方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)安全性問(wèn)題的提高主要依靠電源管理系統(tǒng)(BMS)的不斷升級(jí),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池工作狀態(tài),有效保持電池間的均衡。


3.性價(jià)比


性價(jià)比的高低是實(shí)現(xiàn)動(dòng)力鋰離子電池全面應(yīng)用的關(guān)鍵性問(wèn)題之一。未來(lái)動(dòng)力電池不僅要求比能量更高、續(xù)航里程更遠(yuǎn),而且還要求成本及消費(fèi)價(jià)格低于石化能源。

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標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備

二、下一代鋰離子電池電極材料


1.正極材料


目前已經(jīng)已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用的正極材料鈷酸鋰(LiCoO2)、LiNi0.8Co0.15Al0.05O2、LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2等材料只能提供它們理論容量的50%~60%(140~170mAh/g);而尖晶石結(jié)構(gòu)的錳酸鋰(LiMn2O4)和橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰(LiFePO4)的比容量最高也只有120~170mAh/g。并且由于鈷(Co)離子存在毒性、價(jià)格昂貴,使它們已經(jīng)無(wú)法滿足鋰離子電池在能量密度、循環(huán)壽命及安全問(wèn)題方面日益增長(zhǎng)的性能及環(huán)境要求,所以需要對(duì)鋰離子電池正極材料進(jìn)行更多更深入的研究。


正極材料的發(fā)展應(yīng)以高容量/高電壓為主要取向,典型代表是層狀富鋰錳基材料和三元材料。層狀富鋰錳基正極材料就是由Li2MnO3(C2/m)與LiMO2(R/3m)﹝M是過(guò)渡金屬,如錳(Mn)、Co、鎳(Ni)、Ni-Co、Ni-Mn等)﹞2類具有較為相似層狀結(jié)構(gòu)的材料所合成的一類固溶體物質(zhì),可用通式xLi2MnO2?(1-x)LiMO2表示。這種材料為α-NaFeO2型層狀巖鹽結(jié)構(gòu),其中氧采取六方密堆積排列,純鋰與過(guò)渡金屬和鋰的混合層交替排列,類似于LiCoO2。在Li2MnO3材料中所含的+4價(jià)錳難以被氧化,但可與LiMnO2,LiCrO2等材料復(fù)合形成穩(wěn)定的富鋰錳基固溶體。所得材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全性好、對(duì)環(huán)境友好,具有較高的比容量,而且錳元素價(jià)格便宜,大大降低了材料制備成本。但使用中仍存在一些問(wèn)題:如電壓衰退、倍率性能較差、高溫長(zhǎng)循環(huán)不穩(wěn)定等。WangChongmin小組運(yùn)用球差電鏡具體觀察循環(huán)過(guò)程中材料相變的過(guò)程,從表面的衍射峰信息來(lái)看,他們認(rèn)為尖晶石相是導(dǎo)致電壓衰退的原因;AdrienBoulineau等[6]發(fā)現(xiàn)在第1個(gè)循環(huán)時(shí)在顆粒表面就形成了尖晶石相(2~3nm厚),經(jīng)50次循環(huán)后并未增長(zhǎng),他們認(rèn)為電壓衰退可能與Ni在表面的偏析有關(guān);ZhangJi-Guang等[7]發(fā)現(xiàn)隨著循環(huán)不斷進(jìn)行,Ni會(huì)在表面不斷富集,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,Ni元素表面偏析的樣品電壓衰退非常明顯。研究人員通過(guò)包覆改性(AlF3、spinel、LiMnPO4)、摻雜改性(P、K)及包覆摻雜一體化(LiMgPO4、LiFePO4)等方式來(lái)抑制電壓衰退,雖然取得了一些進(jìn)展,但是仍不能滿足動(dòng)力電池實(shí)際應(yīng)用的要求。因此,仍需要不斷探尋抑制電壓衰退的可行性方案。通過(guò)對(duì)Mn、Co、O等元素的吸收譜和氧化還原反應(yīng)更迭結(jié)果分析,夏定國(guó)教授提出合理的表面改性和調(diào)制電荷補(bǔ)償過(guò)程是抑制電壓衰退的可行性方案。此外,針對(duì)富鋰材料循環(huán)性能差及安全性等問(wèn)題,美國(guó)阿貢實(shí)驗(yàn)室的KhalilAmine提出通過(guò)包覆LMO的方案以進(jìn)行改善,并展示了高能量復(fù)合材料xLi2MnO3?yLiMn0.5Ni0.5O2(300Wh/kg)。


三元材料是以LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(NMC333)為代表的層狀氧化鎳鈷錳系列材料,它們比較較好地兼?zhèn)淞蒜捤徜?、錳酸鋰和磷酸鐵鋰的優(yōu)點(diǎn),并在一定程度上彌補(bǔ)了它們的不足,具有高比容量、循環(huán)性能穩(wěn)定、成本相對(duì)較低、安全性能較好等特點(diǎn),被認(rèn)為是動(dòng)力電源的理想選擇,以及能取代LiCoO2的最佳正極材料。根據(jù)中信國(guó)安盟固利動(dòng)力科技有限公司對(duì)NMC333、NMC442、NMC532、NMC622和NMC811的基本情況及作為動(dòng)力電源發(fā)展趨勢(shì)所作分析,在不同NMC材料中,Ni的初始價(jià)態(tài)并不完全一樣,且隨著Ni含量的升高,晶體有序度降低,理論比容量幾乎無(wú)變化,但是在0.1C條件下實(shí)際容量存在差異。當(dāng)前,用于動(dòng)力電源的三元正極材料主要為NMC111和NMC442,其能量密度達(dá)到180Wh/kg;到2018年,NMC622成為主要的三元正極材料,能量密度達(dá)到250Wh/kg;到2020年,以三元為正極的動(dòng)力電源實(shí)現(xiàn)300Wh/kg的能量密度。


此外,美國(guó)阿貢實(shí)驗(yàn)室的KhalilAmine通過(guò)不斷改變共沉淀過(guò)程中Ni、Co、Mn比例制備出的高容量、長(zhǎng)循環(huán)壽命全濃度梯度NCM。這種NCM微米球是由整齊的針狀納米棒組裝而成,這一結(jié)構(gòu)大大提高了NCM的倍率穩(wěn)定性。每個(gè)球形NCM顆粒由中心向外環(huán)鎳離子溶度呈線性逐漸減小而錳離子溶度則呈線性增大。這種富錳少鎳的外層結(jié)構(gòu)能有效的保證材料的穩(wěn)定尤其是在高電壓循環(huán)下的穩(wěn)定;富鎳少錳的內(nèi)部核心則提高了NCM的比容量。這種全溶度梯度NCM展示了215的高比容量,且經(jīng)歷1000個(gè)循環(huán)后比容量仍保持90%。這種全濃度梯度的材料設(shè)計(jì)方法有利于發(fā)展高倍率、高能量密度和高安全性的功能化正極材料。


北京有色金屬研究總院的盧世剛教授提出下一代鋰離子電池負(fù)極材料的發(fā)展方向應(yīng)為高容量硅材料。硅材料主要包括硅碳復(fù)合材料、硅金屬合金材料和硅氧化物材料等,以硅碳復(fù)合材料為重點(diǎn)。硅碳復(fù)合能夠改善硅材料體積膨脹所帶來(lái)的結(jié)構(gòu)、表面穩(wěn)定性問(wèn)題。


KhalilAmine介紹了一種美國(guó)阿貢實(shí)驗(yàn)室制備的高能量硅-石墨烯復(fù)合負(fù)極材料。這一復(fù)合材料是利用氫氣還原通入石墨烯內(nèi)部的氫化二氯硅烷直接將硅(Si)沉積在石墨層間得到。硅-石墨烯復(fù)合材料在0.2C條件下比容量高達(dá)1300mAh/g,且經(jīng)歷100個(gè)循環(huán)后比容量仍保持在1200mAh/g;在1C的高倍率條件下,比容量始終保持在535mAh/g。清華大學(xué)邱新平教授展示了一種多孔Si/C復(fù)合材料。首先將納米碳酸鈣(CaCO3)分散在蔗糖溶液中,蒸干后收集的粉體經(jīng)煅燒除模板后得到多孔碳材料,再采用化學(xué)氣相沉積(CVD)法將Si沉積到多孔碳中,得到多孔Si/C復(fù)合材料。這種復(fù)合材料在0.1A/g電流密度下比容量高達(dá)1500mAh/g;當(dāng)電流密度增大到2A/g時(shí),其比容量仍保持在500mAh/g;當(dāng)電流密度再次回復(fù)到0.1A/g時(shí),容量保持初始容量的92%。


三、多電子反應(yīng)材料


盡管目前動(dòng)力電源體系成就巨大,但是其發(fā)展水平與日益增長(zhǎng)的社會(huì)需求相比仍存在不小的差距。即使目前較先進(jìn)的鋰離子電池,能量密度也難以達(dá)到純電動(dòng)汽車的要求,而且不斷涌現(xiàn)的各式各樣先進(jìn)便攜式信息產(chǎn)品,多功能化不斷地對(duì)電池能量密度提出更高的要求。面對(duì)大規(guī)模儲(chǔ)電的急迫需求,電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)至今尚還拿不出令人滿意的方案。如何構(gòu)建更高能量、更強(qiáng)動(dòng)力的動(dòng)力電源新體系,無(wú)疑是目前電化學(xué)研究的最重要課題之一。利用多電子反應(yīng)電池體系是成倍提高動(dòng)力電源能量密度的有效途徑。


多電子電極反應(yīng)是綠色二次電池新體系中具有關(guān)鍵發(fā)展意義的一類電極反應(yīng)。所謂多電子電極材料(亦稱多電子反應(yīng)體系),即1mol的活性材料能夠在特定的電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)大于1mol電子的轉(zhuǎn)移反應(yīng),而這種特定的電化學(xué)反應(yīng)就被視為多電子反應(yīng)。多電子體系是最有可能實(shí)現(xiàn)電池能量密度成倍增長(zhǎng)的新概念體系,一些典型的多電子電極如復(fù)合硫電極、空氣電極、鋅離子電極等已經(jīng)嶄露頭角。


硫在用作正極活性物質(zhì)時(shí)能夠與金屬鋰形成硫化鋰(Li2S)并伴隨2個(gè)電子的轉(zhuǎn)移,理論比容量為1675mAh/g;以硫?yàn)檎龢O材料構(gòu)筑的鋰硫電池,其理論比能量可達(dá)2600Wh/kg。此外,單質(zhì)硫還具有自然存儲(chǔ)量豐富、價(jià)格便宜、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),因而基于單質(zhì)硫多電子反應(yīng)的鋰硫電池成為多電子反應(yīng)體系的主要發(fā)展方向[17]。然而,在對(duì)鋰硫電池的研究中也發(fā)現(xiàn)了一些嚴(yán)重的問(wèn)題。由于硫的高絕緣性(5×10-30S/cm,25℃)、在電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中形成的中間產(chǎn)物多硫化鋰和飛梭效應(yīng),導(dǎo)致鋰硫電池活性物質(zhì)的利用率較低和循環(huán)壽命差??扇苄远嗔蚧嚳赡軙?huì)擴(kuò)散到鋰負(fù)極被還原,導(dǎo)致鋰電池陽(yáng)極被嚴(yán)重腐蝕;同時(shí)被還原的鋰硫化物也可能會(huì)擴(kuò)散回陰極被氧化,因而在鋰硫電池中都能觀察到較低的庫(kù)侖效率。北京理工大學(xué)吳鋒教授對(duì)此介紹了一種采用石墨烯和碳納米管導(dǎo)電骨架的方式實(shí)現(xiàn)鋰硫電池的多電子反應(yīng)和高容量化[18]。通過(guò)2步組裝過(guò)程將包覆硫的多比碳納米管核殼結(jié)構(gòu)成功的嵌入到石墨烯層中形成了夾層式結(jié)構(gòu)復(fù)合材料(GS-MWCNT@S)。復(fù)合材料中硫的負(fù)載量達(dá)到70%,在0.2C時(shí)初始放電容量達(dá)到1396mAh/g,硫的利用率為83%;經(jīng)歷100個(gè)循環(huán)后可逆容量仍維持在844mAh/g,庫(kù)倫效率始終高于95%。


鋰空氣電池性能是多電子反應(yīng)體系中的佼佼者,其理論比能量5000Wh/kg(產(chǎn)物為L(zhǎng)iOH);產(chǎn)物為過(guò)氧化鋰(Li2O2)時(shí),比能高達(dá)11000Wh/kg。然后,鋰空氣電池也面臨著一系列的問(wèn)題,如過(guò)電壓、循環(huán)壽命以及反應(yīng)機(jī)理不詳?shù)?。美?guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的JunLu[19-20]將準(zhǔn)確尺寸和原子數(shù)量的亞微米銀簇沉積在鈍化碳材料表面,不同的Ag原子簇會(huì)影響電化學(xué)還原過(guò)程的速度,導(dǎo)致Li2O2的生成機(jī)理不同。結(jié)果確定了Li2O2的生成有2個(gè)機(jī)理,一個(gè)是電化學(xué)機(jī)理,生成的顆粒小,分解速度快,過(guò)電位低;另一個(gè)是化學(xué)結(jié)晶機(jī)理,生成的顆粒大,分解速度慢,過(guò)電位高[19]。因此通過(guò)對(duì)ORR催化劑的調(diào)控、實(shí)現(xiàn)對(duì)放電產(chǎn)物結(jié)構(gòu)及形貌的調(diào)控,進(jìn)而影響OER過(guò)程過(guò)電位。根據(jù)這一結(jié)論,JunLu等利用原子層沉積技術(shù)在碳材料上包覆Al2O3和Pd納米顆粒解決了充電過(guò)電壓?jiǎn)栴}[18]。


四、電池工業(yè)與電池系統(tǒng)


目前,動(dòng)力電池的生產(chǎn)依然處于中試到規(guī)?;倪^(guò)渡階段,面對(duì)大批量的客戶生產(chǎn)能力難以供貨。主要是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)線、中試線不具備規(guī)模的產(chǎn)能,且生產(chǎn)的動(dòng)力電池一致性與安全性較差、成本高。深圳吉陽(yáng)智云科技有限公司的陽(yáng)如坤提出了動(dòng)力電池的大規(guī)模制造與智能化制造思想。當(dāng)前,動(dòng)力電池材料、結(jié)構(gòu)的技術(shù)平臺(tái)已經(jīng)成熟,材料與結(jié)構(gòu)配合技術(shù)體系格局已經(jīng)形成,市場(chǎng)、服務(wù)、應(yīng)用需求的多樣化都為動(dòng)力電池規(guī)模定制奠定了基礎(chǔ)。而動(dòng)力電池的研發(fā)、生產(chǎn)設(shè)備、工作廠房等固定費(fèi)用都迫切需要提高產(chǎn)能來(lái)攤銷。此外,大規(guī)模制造必須在生產(chǎn)的動(dòng)力電池滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的前提下才能得以實(shí)施,這就要求實(shí)現(xiàn)智能化制造。智能化制造即要求大規(guī)模生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)完全智能化控制,電池合格率不低于96%,材料利用率不低于95%,且動(dòng)力電池單線產(chǎn)能規(guī)模高于1GW。


中國(guó)新能源汽車處于高速發(fā)展?fàn)顟B(tài),但是作為新能源汽車的最關(guān)鍵部件,動(dòng)力鋰電池實(shí)際存在著至少2大隱患:安全性問(wèn)題和壽命問(wèn)題。哈爾濱理工大學(xué)的李革臣教授提出了動(dòng)力電池在正常應(yīng)用環(huán)境下可能發(fā)生的安全性與一致性問(wèn)題,如內(nèi)部溫度不勻引起局部發(fā)熱、充放電倍率引起高溫、散熱系統(tǒng)的故障引發(fā)的高溫和長(zhǎng)期運(yùn)行產(chǎn)生的模塊動(dòng)態(tài)內(nèi)阻不一致等。


在新型電池設(shè)計(jì)研發(fā)方面,中南大學(xué)唐有根教授提出的三維技術(shù)制造鋰離子電池,不僅可將鋰離子電池的比能量在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提高20%,而且可很大程度改善鋰離子電池安全性。上海貫裕能源科技有限公司PeterMarinov提出的新型主動(dòng)電池平衡管理系統(tǒng)有效的保證了電池的一致性。此外,清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院的慈松提出的電池互聯(lián)網(wǎng)化管控思想將“互聯(lián)網(wǎng)+電池”模式清晰的展現(xiàn)出來(lái)。實(shí)現(xiàn)單體電池及電池組的互聯(lián)網(wǎng)管控,不僅徹底解決了電池安全性、一致性問(wèn)題,而且實(shí)現(xiàn)了電池在各方面的通用性,不在局限于電動(dòng)車用、家用等模式。


鋰離子電池作為新能源汽車的主要?jiǎng)恿υ粗唬浒踩砸恢笔切袠I(yè)內(nèi)人士及消費(fèi)者關(guān)注的重點(diǎn),而安全性問(wèn)題的核心是熱失控。清華大學(xué)的歐陽(yáng)明高教授領(lǐng)導(dǎo)的清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)鋰電池單體因針刺、外短路、過(guò)充、過(guò)放、過(guò)熱及擠壓等原因?qū)е聼崾Э氐臄U(kuò)展模式進(jìn)行了詳細(xì)分析,并設(shè)計(jì)建立了鋰電池失控機(jī)理模型。通過(guò)這一模型,能有針對(duì)性的合理設(shè)計(jì)電池模塊,提出電池管理系統(tǒng)可用的熱安全狀態(tài)判斷準(zhǔn)則,降低或消除鋰離子動(dòng)力電池的安全隱患,實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車的推廣。


動(dòng)力電池回收是電池工業(yè)的一個(gè)重要方面,尤其是在電動(dòng)汽車需求越來(lái)越大、廢舊電池量越來(lái)越多的情況下。廢舊鋰離子電池很有多種有害物質(zhì),如有機(jī)溶劑、重金屬和有毒氣體等。如何處理廢舊鋰離子電池一直是一項(xiàng)艱巨的工程。北京理工大學(xué)李麗課題組針對(duì)這一問(wèn)題采用environmentalfriendlymethod[21-22]和cost-effectivemethod[23-25]方式回收處理鋰離子電池并用lifecycleassessment[20]驗(yàn)證回收效果的工作。此外,面對(duì)日益嚴(yán)峻的鋰離子電池廢棄壓力,她提出迫切需要改進(jìn)現(xiàn)有的回收工藝,開發(fā)自動(dòng)化拆解工藝,以降低能耗和環(huán)境危害;研究廢舊鋰離子動(dòng)力電池的梯次利用技術(shù)和建立完善的回收管理制度以提高動(dòng)力鋰電池的回收利用率;此外,還呼吁建立動(dòng)力電池外形標(biāo)準(zhǔn),以降低拆解設(shè)備的復(fù)雜度。


目前,多種體系的技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)滿足電動(dòng)汽車要求,但這些體系都未能真正進(jìn)入電動(dòng)汽車市場(chǎng),進(jìn)一步研發(fā)仍然是現(xiàn)階段的研究熱點(diǎn)。開發(fā)高能量、高續(xù)航里程、高安全性的動(dòng)力鋰離子電池是一個(gè)大的趨勢(shì),開發(fā)新型全固態(tài)多電子反應(yīng)電池也將是一個(gè)長(zhǎng)期的研發(fā)重點(diǎn)。

鉅大鋰電,22年專注鋰電池定制

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