鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2018年07月27日
電動汽車用鎳氫電池的發展前景怎么樣?
鎳氫電池是20世紀90年代發展起來的一種新型綠色電池,具有高能量、長壽命無污染等特點。因而成為世界各國競相發展的高科技產品之一。相對鉛酸蓄電池,鎳氫電池在能量體積密度方面提高了3倍,在比功率方面提高了10倍。
2010年的AutomotiveNews(汽車新聞)引用了一位豐田高層人士的話指出,在未來10年內豐田仍將會堅持使用老一代的鎳金屬電池,12年的批量化生產已經證明了鎳氫電池的有效性和安全性,雖然在未來鎳氫電池終將會被鋰離子電池取代,但鋰離子電池更適合插電式和純電動汽車使用,而混合動力汽車需要電池有快速充電何方電性能,在這一點上鎳氫電池的優點仍然明顯。
目前鎳氫電池用于電動汽車主要在日本、美國、德國和法國進行開發。
日本從事電動汽車用鎳氫電池開發的主要代表性廠家為松下電池公司。松下成功開發了純電動汽車用的高能型電池組,并且將電池成本降到500美元/(kw·h)左右。豐田“普銳斯”、“雷克薩斯LS600h”等混合動力汽車均采用鎳氫充電電池。
日本豐田FCHV-adv型車為燃料電池混合動力汽車,配備了燃料電池和鎳氫電池,其中鎳氫電池為電動機的起動及燃料電池起動提供電能,一次充滿氫的續駛里程為830km左右。
美國Ovonic公司在美國先進電池開發聯合體(UAABC)的資助下開展電動汽車用MH-Ni蓄電池的開發,研制水平達到了USABC制定的中期發展目標。
美國Ovonic公司生產的混合汽車用鎳氫動力電池在世界眾多汽車廠家有著廣泛的使用,如豐田Prius、Camry、本田Civic、Insight、福特Fusion、Escape、雷克薩斯RX400h、保時捷Cayenne等。
Ovonic公司2011年3月制定車用鎳氫電池技術發展藍圖,提出了“Halfthesize,Halfthecost”(體積減半,耗費減半)的口號。未來鎳氫電池的研究重點集中在三個方面:儲氫合金的改進;穩定高比容量正極材料Ni(OH)2的制備與O2控制;電解液的重新分配。
德國Varta公司開發的超高功率密度已達到1000W/kg,但其比能量僅為40Wh/kg。這種電池也很好地適應了42V汽車電氣系統的需求,它不但放電功率高,脈沖充電功率也高達1100W/kg(單體電池水平),而且在低溫-25°C時脈沖充電功率還能達到500W/kg。
法國Saft公司的4/5SF型(∮41mm×93mm)高功率鎳氫電池容量為14A×h,比能量為47W·h/kg,80%充電態對應的比功率為900W/kg,功率密度達2500W/L。
在鎳氫電池領域,我國在技術和資源上均具有優勢,我國的氫氧化鎳性能世界領先,稀土資源豐富,具有得天獨厚的優勢。目前,在國內鎳氫電池領域,春蘭集團與科力遠成為主要的競爭對手。除上述兩家外,包鋼稀土、中炬高新及天津藍天高科也在生產鎳氫電池,而廈門鎢業、吉恩鎳業則是鎳氫電池供應商。
2007年春蘭動力電池制造公司通過對所生產電池的上百次實驗,掌握了電池最新封裝技術,各項性能指標達到國際標準,從而為高能動力鎳氫電池的輕量化、標準化、模塊化和系統化,提供了高可靠性、可管理性、經濟性的整體解決方案。春蘭首先解決了高能動力鎳氫電池,能量密度高、質量比能量最大已達84.5W·h/kg;放電性能強,其單體電池1.2V16A·h常溫下以不同倍率進行放電,放電平臺穩定,在12C倍率下的放電平臺在1V以上,3C放電容量可達額定容量的90%以上;循環壽命長,按國家標準GB/T18332.2—2001進行單體電池80%DOD循環壽命測試,循環受命大于1300次。使用過程中不需要進行維護,也無任何物質泄出,即使出現短路、跌落、加熱、振動等現象也不會爆炸、燃燒。由于封裝技術十分先進,因而,春蘭高能動力鎳氫電池比其他同類型電池質量輕、體積小、功率大、能量高,進行組合后,模塊化和系統集成效果好,電源管理靈敏,可靠性、經濟性十分顯著。
目前,春蘭研發的42V超大容量和500A以上大電流高能動力鎳氫電池組及管理系統,已應用于長春、武漢、無錫、天津、聊城、株洲、上海等地的城市混合動力公交車,已成功進行了示范運行,并全面通過了國家發改委電動車管理動力電池強制檢測標準。配置了春蘭高能動力鎳氫電池的電動車,還大量出口到法國、意大利德國更節能和環保要求相當嚴格的歐盟國家。
湖南神州科技股份有限公司也是一家專業從事大功率和超大功率鎳氫動力電池的研究、開發、生產和銷售的高科技企業。該公司研制的高功率40A·h鎳氫電池的連續充電電流可達4C,連續放電電流可達8C;在–20~45°C的溫度范圍內能夠適應大電流連續充放電工作;單體電池1C充電80%SOC、2C放電100%DOD的循環壽命超過3100次,且在壽命期內,容量高于40A·h的循環次數達2700次,單組電池裝車運行已累計超過10萬km。其8A·h的鎳氫電池主要與轎車配套,比能量為45W·h/kg,比功率為800W/kg,電池的循環壽命超過400次。
江蘇奇能電池有限公司(中澳合資企業)采用國內外最先進的設備和一流的綠色環保技術,使用國內外高質量的原材料,專業生產鎳氫高功率型電池,產品生產過程實施嚴格的質量管理辦法進行質量控制。產品質量穩定可靠,循環使用壽命長,功率性能卓越,高低溫充放電效率高,可廣泛應用在混合型電動汽車、電動自行車、助動車、高爾夫車、老人代步車和電動工具等領域。奇能動力鎳氫電池項目主要生產混合動力汽車電源系統,也是國家重點鼓勵發展的新能源產業項目。
雖然鎳氫電池在技術上取得了很大突破,但仍有不少因素制約其實際應用,包括高溫性能、存儲性能、循環壽命、電池組管理系統、熱管理和價格等。
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