提升動(dòng)力電池能量密度方向在哪兒
日期：2024-11-25 08:43:07 作者：宏力精密鋼管 閱讀數(shù)：574更安全可靠的性能、更長(zhǎng)距離的續(xù)駛能力、更短的充電時(shí)間、更長(zhǎng)的電池壽命……在這些現(xiàn)實(shí)需求面前，鋰離子動(dòng)力電池技術(shù)仍然面臨諸多瓶頸，例如在電池能量密度難以有較大突破的情況下，為了追求長(zhǎng)續(xù)駛，車上搭載的電池越多車身重量就越大，這極大地影響車輛安全性，并延長(zhǎng)充電時(shí)間;此外，快速充電在一定程度上會(huì)縮短電池使用壽命。
動(dòng)力電池能量密度的上限是多少?如何兼顧其安全性?有專家認(rèn)為，解決這些難題，一方面要在技術(shù)研發(fā)上下功夫，解決鋰離子電池能量密度提升及安全性問題;另一方面要在氫燃料電池和固態(tài)電池領(lǐng)域?qū)ふ页雎贰?/p>
?能量密度可無限提升?
在鋰離子電池方面，很多企業(yè)立足現(xiàn)實(shí)，在提升能量密度上作文章。“鋰離子電池增強(qiáng)能量密度是一個(gè)趨勢(shì)，從理論上看幾乎是無止境的。”蜂巢能源科技有限公司總經(jīng)理?xiàng)罴t新告訴記者，能量密度足夠高時(shí)電池體積可以大幅縮小，甚至能縮小到只占電動(dòng)汽車底盤中間通道位置，而且?guī)缀跖鲎膊坏剑踩禂?shù)也有提高。如其所言，若技術(shù)上可以實(shí)現(xiàn)，串聯(lián)所形成的電池包，尺寸大概只有70～80厘米，一改目前常見的鋪滿底盤的電池模組形式，在提升續(xù)駛能力的同時(shí)，也改善了安全性能。
鋰電池中的電解液可謂是鋰電池的“血液”，事關(guān)電池的安全與性能。長(zhǎng)期從事電解液產(chǎn)品研究與制造的昆侖化學(xué)有限公司董事長(zhǎng)郭營(yíng)軍表示，昆侖化學(xué)通過全新設(shè)計(jì)的電解液配方，使電解液的性能有了較大幅度提升，而且成本下降18%左右。
“動(dòng)力電池在能量密度上有非常大的發(fā)展空間，潛力無限，值得大家發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，共同去研究，為未來出行提供更強(qiáng)動(dòng)力。”楊紅新告訴記者。
?固態(tài)電池更具優(yōu)勢(shì)
動(dòng)力電池方面，除了目前常用的鋰電池之外，氫燃料電池、固態(tài)電池都是有發(fā)展?jié)摿Φ摹５牵捎谥茪涑杀据^高而且安全性受到質(zhì)疑，所以進(jìn)展緩慢，只有固態(tài)電池由于具備更安全、更耐用、更小巧等一系列優(yōu)點(diǎn)，受到業(yè)界重視，研發(fā)進(jìn)展較快。
如今，固態(tài)電池受到業(yè)界廣泛推崇。“與鋰電池相比，全固態(tài)電池?zé)崾Э販囟壬舷薷撸踩院谩！眹?guó)軒高科動(dòng)力能源有限公司筑波研究院院長(zhǎng)程騫認(rèn)為，固態(tài)電池在-30℃～100℃都可以工作，甚至可以不再需要熱管理系統(tǒng)，不需要液冷和強(qiáng)制風(fēng)冷。
與鋰離子電池相比，固態(tài)電池有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：一是安全性比液態(tài)鋰電池要高得多，可以直接使用金屬鋰來做負(fù)極，更為輕便，體積比鋰電池縮小很多;二是固態(tài)電池能量密度顯著提高，有可能達(dá)到目前鋰離子電池的兩倍以上;三是固態(tài)電池可以制成輕薄的柔性電池，可達(dá)到數(shù)千次彎曲而不影響性能，從而極大拓展了其應(yīng)用空間。
從目前的情況看，固態(tài)電池的研發(fā)費(fèi)用及生產(chǎn)成本還居高不下。如果技術(shù)成熟再加上生產(chǎn)成本下降，那就會(huì)形成巨大的市場(chǎng)。
據(jù)悉，日本、韓國(guó)、法國(guó)、美國(guó)、中國(guó)等國(guó)家都在研發(fā)固態(tài)電池。日本更是將固態(tài)電池研發(fā)提升到國(guó)家戰(zhàn)略高度。豐田、松下、三星、三菱、寶馬、大眾等企業(yè)都有了一定的固態(tài)電池技術(shù)儲(chǔ)備。
值得注意的是，還有一種新型的質(zhì)子交換膜燃料電池也吸引了業(yè)界的注意。近日，湖南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院黃宏文教授課題組與美國(guó)阿克倫大學(xué)彭振猛教授合作，研制出一種可用于質(zhì)子交換膜燃料電池陰極的新型催化劑。這種催化劑不僅兼具優(yōu)異的催化活性與耐久性，而且成本低廉。這一成果的出現(xiàn)，有望大大降低質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)的商用成本，推動(dòng)該類高效燃料電池在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用。
工信部等四部委2017年印發(fā)的《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》提出，積極推動(dòng)固態(tài)電池等新體系電池的研究和工程化開發(fā)，目標(biāo)是2020年單體電池比能量達(dá)到400Wh/kg以上，2025年達(dá)到500Wh/kg。
當(dāng)前，汽車業(yè)身處“新四化”產(chǎn)業(yè)變革期，而一切變革的基礎(chǔ)是動(dòng)力電池取得技術(shù)突破。新能源汽車的前行之路上，只有解決了動(dòng)力電池的短板和焦慮，才能使未來出行的世界更美好。