续航短充电慢易自燃电动汽车三个短

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电动汽车能在所有用车场景上替代燃油车吗?技术上是可以的。但现实总是感觉差一点。但这一天已不太遥远,电动爹的称号终有终结的一天。

文丨智驾网黄华丹

车市动荡,但对产业链而言,首要的仍是解决当下的问题。在电动化大背景下,解决电池发展的问题依然是电动汽车全面普及的关键。

在3.31-4.2举办的电动汽车百人会上,广州巨湾技研有限公司董事长兼CTO黄向东援引国际能源署和可再生能源署的报告称,要达到《巴黎协定》的目标,需要在年做到全球零排放汽车占汽车总保有量的比例达到20-25%,零排放商用车和公交车的渗透率分别达到35%和60%以上,充电基础设施比现在增加10倍以上。

在国家层面上,欧美日等主要经济体计划在年之前全面“禁燃”。年电动汽车的市场渗透率达到50-70%,欧盟希望达到75%,我国则希望到年达到40%的渗透率。

去年我国新能源汽车渗透率约为25%,保有量万辆,其中零排放电动汽车仅占全国汽车保有量的近3.2%。到年,我国电动汽车保有量要增加7-8倍,年的渗透率就需为%。

要实现这个目标,显然还需要加快电动汽车普及的速度。

而目前阻碍新能源车普及的原因,孚能科技股份有限公司董事长王瑀在接受采访时表示主要有两个方面:

一是续航里程低,充电慢,比如公里的车,实际续航里程大概只有-公里左右,冬天更差,尤其是磷酸铁锂电池,冬天只有50%~60%的续航里程。

二是充电时间太长,大部分车快充需要40分钟左右充满70%,慢充则需要8、9个小时。王瑀认为这是制约新能源汽车发展的主要原因。

广州巨湾技研有限公司总裁裴锋则在接受采访时提出,极速充电技术是电动汽车普遍采用的最核心的关键技术,也是最核心的储能器。

结合实践可以看出,目前解决电动车焦虑问题的方案,一方面是从电池本身进行优化,另一方面则是在补能侧进行改良。

在电动汽车百人会上,多名来自国内一线企业和研究机构的专家也就各自对产业发展问题提出了看法与解决方案。

如何解决新能源车用户的焦虑?王瑀认为:

第一,做足续航里程,电池包电量需提升25%,让终端用户有非常好的体验。

第二,消除充电焦虑,目标就是10分钟充满公里。

第三,降低电池包的价格,做到美元每千瓦时。

第四,少依赖钴和锂资源。

01.

电池材料的革新

增加续航里程、降低电池包价格、减少对钴和锂的依赖,这些都是对电池本身的发展技术提出了要求。那么,目前电池技术进展如何?

中国电子科技集团第十八研究所研究员肖成伟在百人会论坛上概述了目前液态电池的最新技术进展。

以比亚迪的刀片电池为例,容量Ah的磷酸铁锂刀片电池单体重量能量密度为瓦时每公斤,体积能量密度为瓦时每升,集成后的电池系统重量能量密度为瓦时每公斤,体积能量密度是瓦时每升,重量和体积成组系数分别是0.82和0.72。

肖成伟表示,对磷酸铁锂这样一个液态的技术路线来说,这已经是非常高的技术水准。

采用高镍三元正极和高容量硅碳负极的液态高比能三元电池也是目前主流的高能量密度电池方案。

而要进一步提高液态电池能量密度与成本效益,目前的方案主要是通过改进正负极材料来实现。肖成伟也介绍了当前热门的新型电池正负极材料。

首先,是富锂锰基材料,肖成伟表示,其克容量基本可以做到毫安时每克,与硅碳匹配可使电池能量密度达到瓦时每公斤及以上。

磷酸铁锂下一步迭代的材料是磷酸锰铁锂材料体系,可以和富锂锰基复配,也可以和三元材料复配,进一步提升电池的密度,可以做到、瓦时每公斤的水平。

负极材料的发展路径是从石墨到硅基到锂金属。目前高比能电池里面用的是硅基,包括硅氧和硅碳,需要做的是进一步提高它的循环技术水平。

百人会论坛上,宁夏汉尧富锂科技有限责任公司常务副总经理胡伟也介绍了富锂锰基材料的优势。

首先,常规电压下的富锂锰基材料在目前所有商业化正极材料中是循环稳定性最好的。

其次,高电压下富锂锰基材料可表现出非常高的克容量,是高能量密度电池的理想正极材料。

第三,富锂锰基材料可以跟其他的正极材料进行搭配使用,应用于各种场景。

第四,富锂锰基材料由于富锂的特点,通过应用方式的设计,可起到补锂的作用。

第五,富锂锰基大批量应用目前处于一个初始阶段,其拥有非常多的衍生品,后面会有较大的开发应用空间。

第六,富锂锰基材料是无钴低镍高锰的材料,可大大减少对钴、镍资源的依赖。

而在负极材料方面,安徽盟维新能源科技有限公司联合创始人、CEO周莉莎同样表示,负极方向会从石墨发展到硅碳,到锂金属,未来还会实现更轻量化的超薄锂金属。

相较于石墨和硅碳,锂金属作为负极材料可实现更高的能量密度。周莉莎认为,锂金属电池是高比能电池的终极解决方案。

不过,目前无论在材料研究层面还是工程技术层面都有非常多的问题需要解决。例如,产品级的锂金属电池需要在兼顾高安全、高能量密度的同时大幅度提升循环寿命,而且还要满足包括放电倍率、环境适应性和经济性核心指标。

目前,锂金属电池仍处于实验室阶段。

02.

固态电池什么时候量产?

而在电池体系方面,固液混合和全固态电池则是行业追求的又一个热点。

王瑀在接受采访时也表示,电池发展的终极路线肯定是固态,目前对固态电池的研究各方面进展不错,但是离产业化距离还比较遥远。现阶段各个整车厂都在开发半固态电池,其逻辑主要是减少电解液的量,来解决它的安全问题。

电池的安全事实上都是用了有机电解液的原因,如果没有有机电解液,满充的电池也不会有安全隐患。因此,固态电池将能够解决电池自燃的问题。

肖成伟则给出了更具体的解释。

从产线来看,目前固液混合电池基本上可以借鉴液态电池的生产设备和生产体系。而全固态电池的生产工艺和装备则需要全新的开发。

固态电池的电解质体系包括氧化物、硫化物、卤化物和聚合物四类,不同企业有不同的体系,目前都有比较好的研究和应用。能量密度方面,肖成伟表示目前基本上是-瓦时每公斤的分布,正逐步实现量产。

至于后续的发展时间表,肖成伟认为总结起来,固液混合电池大约在年做到小批量量产,-年左右实现固液混合与全固态电池的批量化生产,能量密度大概是瓦时每公斤,体积能量密度是瓦时每升左右。到年的时候实现全固态电池的生产,能量密度达到-瓦时。

王瑀表示,孚能半固态电池已经于年9月份量产,主要在赣州跟吉利合资的工厂进行生产,目前已经开始批量供货。

而未来的发展趋势是必须要实现高能量密度的电池,因此,高能量密度电池、固态电池在短中期始终是这个行业中必须持续进行开发的技术。

远景动力执行董事、中国区总裁赵卫军则表示远景动力正在开发低温电池。目前新能源车的地域不均衡问题非常明显,主要是低温问题导致续航里程明显下降。远景动力开发的低温电池已经进行装车测试,在冬季零下20度的条件下可使轿车续航里程提升公里。

赵卫军表示,解决低温问题可帮助提升我们国家30%区域的市场。预计这款低温产品很快会推向市场。

此外,在去年锂价疯涨的大环境下,不需要使用锂材料的钠离子电池也再次成为行业


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