新能源電池的能量密度怎樣提升?
提升新能源電池的能量密度可以從多個(gè)方面著手。
采用CTP技術(shù),省略中間模組,直接將大量電芯串并聯(lián),優(yōu)化空間利用率,提升能量密度還能降低成本,上汽“魔方電池”基于此技術(shù)能量密度達(dá)195Wh/kg 。
調(diào)整電池材料微觀結(jié)構(gòu),像俄羅斯科學(xué)家改進(jìn)陰極材料,使能量密度增長10%-25%。
在電池工藝上,方形疊片工藝優(yōu)勢(shì)明顯,能保持電池密封性,提高密度、降低成本,還減少短路風(fēng)險(xiǎn),兼顧能量密度和安全性。
動(dòng)力電池向無模組方向發(fā)展,無模組電池包比傳統(tǒng)的能量密度提升10%~15%,合理設(shè)計(jì)間隙能提高安全性。
優(yōu)化電池管理系統(tǒng)也是好辦法,通過先進(jìn)的管理系統(tǒng),能低成本、高效率解決能量密度和安全性的矛盾。
材料方面,不斷升級(jí)正極材料,因?yàn)槟壳柏?fù)極材料能量密度遠(yuǎn)大于正極材料。多元材料因綜合性能高和成本低成為主流,在三元材料中,鎳元素含量增加,正極材料比容量逐漸升高,高鎳體系研發(fā)迫切。采用富鋰材料的不可逆Li 源彌補(bǔ)負(fù)極首次嵌鋰消耗量,可提高能量密度。
固態(tài)電池用固態(tài)電解質(zhì)替代液態(tài)電解液,能提高安全性和能量密度。納米材料的應(yīng)用,通過控制納米顆粒相關(guān)特性,增加活性物質(zhì)比表面積,提升電荷傳輸效率,優(yōu)化熱量管理。
從電池包殼體入手,采用鋁合金電池包殼體,其密度低、比強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性好,能使殼體減重提升能量密度,如擠壓鋁合金殼體+PP/玻纖復(fù)合材料上蓋方案,綜合成本低且性能滿足要求。合理選擇鋁合金電池包殼體邊框和底板的斷面結(jié)構(gòu)及材質(zhì),選擇最佳加工方案,連接方式多樣,密封設(shè)計(jì)要達(dá)到IP67防護(hù)等級(jí)。
像惠州億緯鋰能的復(fù)合排專利,通過鋁連接件和銅連接件形成復(fù)合排,提升連接強(qiáng)度,優(yōu)化空間利用,提升能量密度,降低成本。
此外,創(chuàng)新材料,采用高比容量正負(fù)極材料,如三元鋰電池的相關(guān)正極材料和硅基負(fù)極材料;優(yōu)化電池結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)合理電極結(jié)構(gòu),如三維電極結(jié)構(gòu);改進(jìn)制造工藝,精確控制生產(chǎn)參數(shù),都有助于提升新能源電池的能量密度。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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