鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年12月20日
如何解決電池能量密度和安全的矛盾?
遵循科學規律,不要盲目、先把安全可靠的技術發展起來,在10月17日至18日北京舉行的中國宜春·2018全球鋰電產業鏈高峰論壇上,來自學界業界的人士,紛紛就鋰電池發展安全性的問題,如是呼吁。
鋰離子電池(Li-ionBattery)由鋰電池(LithiumBattery)發展而來。鋰電池在人們的生活中由來已久,比如紐扣電池就屬于鋰電池。鋰電池的正極材料是二氧化錳或亞硫酰氯,負極是金屬鋰。電池組裝完成后電池即有電壓,不再充電。鋰電池一般禁止充電,因為其充電放電過程中容易形成鋰枝晶,造成電池內部短路。
快速充電技術目前還沒有出路
這些著火的事件,至少有60%是在充電或充電剛剛結束的時候出的事,說明充電出了大問題。國家863電動車重大專項動力電池測試中心主任王子冬表示。
鋰電池在充電過程中,鋰離子在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌,正極負極不發生氧化反應。但是王子冬提出,現在充電的方法和使用過程充電都是用的氧化還原反應,不是鋰電池遵循自身規律應該有的充電方法。此前王子冬團隊的實驗結果顯示,使用現在的充電方法,大概能使電池壽命降低30%。因此在這樣的情況下,王子冬認為不應當考慮用大電流充電。
這些技術瓶頸實際上并不是新問題,其魯是中國鋰電池研究領域的先鋒人物之一,曾擔任2008年奧運會清潔能源電動車用動力電池項目的首席科學家,早在北京奧運會時期,他們就針對各類問題做過各種實驗。當時三元材料電池已經可以在5分鐘內完成充電。在實驗里,三元鋰電池在快速充電的過程中,熱量不能迅速釋放,使得爆炸的可能性大大增加。考慮到安全問題,其魯表示這種技術不能用到純電動車上,只能用在電池混合動力車。
此外,動力電池的快充還面臨著一個非常現實的問題城市的電力基本設施無法滿足個需求。假設一輛公交車用的是150kWh的電池,需要5分鐘來充電,一輛公交車就需要100kW供電能力,如果同時有幾百輛上千輛公交車一起充電,會對電網造成很大的沖擊。
能量密度與安全性是一對矛盾
2018年2月,財政部、工信部等四部委聯合發布《關于調整完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》,取消了對續駛里程150公里以下純電動車的補貼,對續駛里程超過300公里的純電動車補貼則增至3.4萬元,超過400公里的車型補貼增至5萬元。
美國加州大學戴維斯分校中國交通能源中心主任王云石分析,這意味著純電動車在達到與汽油車類似的續駛里程后,續駛里程越長越好。新政策可能希望通過對動力電池系統能量密度的要求,來推進動力電池的發展。
鋰電池的能量密度(Wh/kg)是指單位重量的電池能儲存的能量多少,主要由電池的材料特性決定。按普通鉛酸電池的能量密度約為40Wh/kg計算,如果使用鉛酸電池驅動家用汽車行駛200公里以上,則需要將近1噸的電池。因此把電池重量控制在一定范圍的前提下,電池的能量密度越大,汽車的續航里程就越長。
目前中國國內量產的鋰電池,理論電芯能量密度在300到400Wh。在這個上限尚無突破辦法的情況下,可以通過減磨隔膜的方式,擴大材料空間,從而提高能量密度。隔膜的作用是使電池的正、負極分隔開來,防止兩極接觸而短路,并讓電解質離子通過。
這是最簡單,也是最危險的辦法。王子冬表示。










