動力鋰電池組有哪些技術(shù)待突破

來源：存能電氣  日期：2019-05-16 10:56  瀏覽量：次

　　動力鋰電池組有哪些技術(shù)待突破？在車用動力電池領(lǐng)域,鋰電池已經(jīng)成為主流。目前鋰電池組在能量密度、高低溫特性、倍率性能上，都遠遠高于鉛酸、鎳氫電池，但還是難以滿足快速增長的電子產(chǎn)品、電動汽車等的需求。現(xiàn)在傳統(tǒng)鋰電池組技術(shù)已接近瓶頸，進一步優(yōu)化的空間有限。

　　動力鋰電池組有哪些技術(shù)待突破？

　　中國動力汽車展開不順的關(guān)鍵要素有續(xù)航旅程、充電速度、安全功用，這三個要素都是動力鋰電池組技術(shù)不過關(guān)致使的，因而也可以看作是動力鋰電池組的三個技術(shù)瓶頸。

　　一、續(xù)航旅程短：跟著技術(shù)的不斷老到，以鋰電池組作為動力源的電動汽車續(xù)航旅程已由最初的不到100公里增加至其時干流的300公里左右，單個車型的續(xù)航旅程突破了400公里。但與其時燃油汽車的干流跋涉旅程500公里對比還有一定距離。這一疑問可以通過多串單體電芯來解決，但是帶來的負面疑問是體量過大，增大汽車跋涉不方便。

　　二、充電速度慢：相對于跋涉旅程短，但鋰電池組充電較慢是電動汽車展開更大的制約。在正常速度下，電動汽車的動力鋰電完全布滿需求4～8小時。現(xiàn)在也有敏捷充電鋰電池，可以在1～2小時內(nèi)布滿，但其負面影響極大，壽數(shù)會驟減至本來的1/3，且電池功用會顯著下滑。燃油汽車則不存在這些疑問，加油時間不逾越5分鐘，安全性和穩(wěn)定性都能得到保證。

　　三、安全功用待完善：自鋰電池組誕生以來，安全疑問就一向困惑消費者。從手機、筆記本，到現(xiàn)在的電動汽車，安全事故不斷發(fā)生。除了日產(chǎn)和特斯拉的電動汽車還未有起火報道外，中國的眾泰和比亞迪、美國的通用和菲斯克的電動汽車均有自燃或起火工作發(fā)生。

　　鋰電池組比能明顯超過0.25千瓦時/千克的電池系統(tǒng)，至今都沒能實現(xiàn)。因此對于中型車市場而言，基于鋰離子電池組驅(qū)動的純電動汽車單次充電續(xù)航里程超過300公里暫時還沒有理論可能，即便有相關(guān)產(chǎn)品問世，價格也是一般消費者難以承受得起的。

　　動力鋰電池組核心技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

　　三元鋰電池組即將到達技術(shù)瓶頸，固態(tài)電池和燃料電池將邁向商業(yè)化，應(yīng)該以創(chuàng)新性的布局，解決電動汽車技術(shù)短板，緩解用戶的里程焦慮。直到現(xiàn)在，鋰電池的使用時間仍然很難讓人滿意，電池技術(shù)依舊是所有電子設(shè)備進化的最大瓶頸，而且從產(chǎn)業(yè)化的角度來看，電池技術(shù)距離革命性突破，仍有一段不小的距離。

　　動力鋰電池核心技術(shù)是什么？

　　鋰電池是現(xiàn)代高性能電池的代表，由正極材料、負極材料、隔膜、電解液四個主要部分組成。

　　隔膜是鋰電池組的重要組成部分,是支撐鋰離子電池完成充放電電化學(xué)過程的重要構(gòu)件。它位于電池內(nèi)部正負極之間，保證鋰離子通過的同時，阻礙電子傳輸。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。

　　電解液，鋰電池組電解液一般以高介電常數(shù)的環(huán)形碳酸酯與低介電常數(shù)的線性碳酸酯混合。一般來說鋰離子電池的電解質(zhì)應(yīng)該滿足離子電導(dǎo)率高（10-3~10-2S/cm）、電子電導(dǎo)低、電化學(xué)窗口寬（0~5V）、熱穩(wěn)定性好(-40~60℃)等要求。六氟磷酸鋰及其它新型鋰鹽、溶劑提純、電解液配制、功能添加劑技術(shù)持續(xù)進步，目前的發(fā)展方向是進一步提高其工作電壓和改善電池高低溫性能，安全型離子液體電解液和固體電解質(zhì)正在研制中。

　　可用于動力鋰電池組的負極材料有石墨、硬/軟碳以及合金材料，石墨是目前廣泛應(yīng)用負極材料，可逆容量已能達到360mA·h/g。無定形硬碳或軟碳可滿足電池在較高倍率和較低溫度應(yīng)用的需求，開始走向應(yīng)用，但主要是與石墨混合應(yīng)用。鈦酸鋰負極材料具有最優(yōu)的倍率性能和循環(huán)性能，適用于大電流快充電池，但生產(chǎn)的電池比能量較低且成本較高。

　　磷酸鐵鋰電池組安全性高、壽命長，目前納米化的功率型材料和高密度的磷酸錳鐵鋰材料發(fā)展速度較快，高能量型和高功率型材料的性能趨于穩(wěn)定，成本進一步降低，逐步滿足了國內(nèi)市場需求和現(xiàn)階段中國新能源汽車推廣的需要，高電壓尖晶石鎳錳酸鋰和高電壓高比容量富鋰錳基正極材料仍在研發(fā)之中。

　　在未來相當長一段時間里，鋰電池組仍是最適用的電動汽車電池，錳酸鋰正極材料、三元體系正極材料、磷酸鐵鋰正極材料、復(fù)合碳負極材料、陶瓷涂層隔膜、電解質(zhì)鹽及功能電解液技術(shù)的發(fā)展支撐了電池技術(shù)的進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。電池系統(tǒng)技術(shù)在應(yīng)用中進步，安全性和可靠性將在未來幾年得到進一步提升。