提升動力電池能量密度方向在哪兒
日期：2024-10-16 08:56:12 作者：宏力精密鋼管 閱讀數：574更安全可靠的性能、更長距離的續(xù)駛能力、更短的充電時間、更長的電池壽命……在這些現實需求面前，鋰離子動力電池技術仍然面臨諸多瓶頸，例如在電池能量密度難以有較大突破的情況下，為了追求長續(xù)駛，車上搭載的電池越多車身重量就越大，這極大地影響車輛安全性，并延長充電時間;此外，快速充電在一定程度上會縮短電池使用壽命。
動力電池能量密度的上限是多少?如何兼顧其安全性?有專家認為，解決這些難題，一方面要在技術研發(fā)上下功夫，解決鋰離子電池能量密度提升及安全性問題;另一方面要在氫燃料電池和固態(tài)電池領域尋找出路。
?能量密度可無限提升?
在鋰離子電池方面，很多企業(yè)立足現實，在提升能量密度上作文章?！颁囯x子電池增強能量密度是一個趨勢，從理論上看幾乎是無止境的。”蜂巢能源科技有限公司總經理楊紅新告訴記者，能量密度足夠高時電池體積可以大幅縮小，甚至能縮小到只占電動汽車底盤中間通道位置，而且?guī)缀跖鲎膊坏剑踩禂狄灿刑岣?。如其所言，若技術上可以實現，串聯所形成的電池包，尺寸大概只有70～80厘米，一改目前常見的鋪滿底盤的電池模組形式，在提升續(xù)駛能力的同時，也改善了安全性能。
鋰電池中的電解液可謂是鋰電池的“血液”，事關電池的安全與性能。長期從事電解液產品研究與制造的昆侖化學有限公司董事長郭營軍表示，昆侖化學通過全新設計的電解液配方，使電解液的性能有了較大幅度提升，而且成本下降18%左右。
“動力電池在能量密度上有非常大的發(fā)展空間，潛力無限，值得大家發(fā)揮優(yōu)勢，共同去研究，為未來出行提供更強動力?！睏罴t新告訴記者。
?固態(tài)電池更具優(yōu)勢
動力電池方面，除了目前常用的鋰電池之外，氫燃料電池、固態(tài)電池都是有發(fā)展?jié)摿Φ?。但是，由于制氫成本較高而且安全性受到質疑，所以進展緩慢，只有固態(tài)電池由于具備更安全、更耐用、更小巧等一系列優(yōu)點，受到業(yè)界重視，研發(fā)進展較快。
如今，固態(tài)電池受到業(yè)界廣泛推崇?！芭c鋰電池相比，全固態(tài)電池熱失控溫度上限更高，安全性好?！眹幐呖苿恿δ茉从邢薰局ㄑ芯吭涸洪L程騫認為，固態(tài)電池在-30℃～100℃都可以工作，甚至可以不再需要熱管理系統，不需要液冷和強制風冷。
與鋰離子電池相比，固態(tài)電池有獨特的優(yōu)點：一是安全性比液態(tài)鋰電池要高得多，可以直接使用金屬鋰來做負極，更為輕便，體積比鋰電池縮小很多;二是固態(tài)電池能量密度顯著提高，有可能達到目前鋰離子電池的兩倍以上;三是固態(tài)電池可以制成輕薄的柔性電池，可達到數千次彎曲而不影響性能，從而極大拓展了其應用空間。
從目前的情況看，固態(tài)電池的研發(fā)費用及生產成本還居高不下。如果技術成熟再加上生產成本下降，那就會形成巨大的市場。
據悉，日本、韓國、法國、美國、中國等國家都在研發(fā)固態(tài)電池。日本更是將固態(tài)電池研發(fā)提升到國家戰(zhàn)略高度。豐田、松下、三星、三菱、寶馬、大眾等企業(yè)都有了一定的固態(tài)電池技術儲備。
值得注意的是，還有一種新型的質子交換膜燃料電池也吸引了業(yè)界的注意。近日，湖南大學材料科學與工程學院黃宏文教授課題組與美國阿克倫大學彭振猛教授合作，研制出一種可用于質子交換膜燃料電池陰極的新型催化劑。這種催化劑不僅兼具優(yōu)異的催化活性與耐久性，而且成本低廉。這一成果的出現，有望大大降低質子交換膜燃料電池技術的商用成本，推動該類高效燃料電池在電動汽車上的應用。
工信部等四部委2017年印發(fā)的《促進汽車動力電池產業(yè)發(fā)展行動方案》提出，積極推動固態(tài)電池等新體系電池的研究和工程化開發(fā)，目標是2020年單體電池比能量達到400Wh/kg以上，2025年達到500Wh/kg。
當前，汽車業(yè)身處“新四化”產業(yè)變革期，而一切變革的基礎是動力電池取得技術突破。新能源汽車的前行之路上，只有解決了動力電池的短板和焦慮，才能使未來出行的世界更美好。