新能源車的電池技術(國外新能源電池新技術突破)

Q1：新能源汽車的“高能動力電池技術”可以在哪些方面提高?

從探索改進電極及電池結構的設計方法、建立電池極化模型和仿真技術等方面入手，汽車動力電池的“瘦身健體”之旅仍在不斷推進：汽車動力電池的儲能將有可能提高至400瓦時/公斤。要讓電池變成“肌肉型男”，在獲得合理的正負極材料之余，還需要設計出可行的加工工藝。著力全新的鋰硫電池和鋰空氣電池的研究，它們的能量密度有望達到500瓦時/公斤。被歐陽明高點名的科研項目獲得了國家重點研發計劃的支持，全名為“高比能動力電池的關鍵技術和相關基礎科學問題研究”，該研究基于研究團隊研制出的高容量富鋰錳基的正極材料，汽車動力電池的儲能將有可能提高至400瓦時/公斤。近年來，在國家政策的大力扶持下，我國新能源汽車得到迅速普及，但“不敢去遠郊區縣”的“梗”至今難以理順。打破500公里的單次行程極限將大大推動電動汽車的推廣，然而汽車承載有限，如何在受限的體積內盡量多地儲備電能成為科研攻關的關鍵目標。該項目負責人、北京大學教授夏定國表示：“要進一步提高鋰離子電池的能量密度, 正極材料的比容量是關鍵。”據夏定國介紹，針對正極材料的比容量，研究團隊在前期工作基礎上，深刻理解富鋰材料穩定性機制以及陰離子氧化還原的產生機理，通過調控陰離子氧化還原機制來實現富鋰材料性能的優化。也就是說，團隊首先遇到的問題是：陰離子氧化還原能力受什么“左右”？揭示這一規律將引導團隊接近并找到性能優良的電極。團隊還發現，在物質內部原子之間的幾何結構會影響電子的結構，從而影響陰離子氧化還原的能力，研究明確了結構和效能的關系，并希望通過結構的設計改善電極材料的電化學性能。“提高正極材料中的含鋰量，讓更多的陰離子穩定參與氧化還原反應是一個重要途徑。”夏定國說，研制出高容量富鋰正極材料，為進一步提高動力電池的能量密度提供了可能。項目組除制備出了一種高容量的富鋰正極材料和兩種高容量、高穩定富鋰材料—碳復合材料外，還制備出了高容量的鋰電池負極材料。要讓電池變成“肌肉型男”，在獲得合理的正負極材料之余，還需要設計出可行的加工工藝。例如，富鋰化合物在電極中需要很好地分散開來，既保持在體系中60%以上的含量，又不凝結為塊狀。分散越均勻，可逆性越好，充放電效率越好。目前該電池還需進一步完善，夏定國介紹，仍存在“枝晶鋰”制約新體系電池的進步及電池安全性這兩個關鍵問題。相關實驗顯示，10—50次循環使用之后，電壓衰減明顯，電極也不起作用了。“枝晶鋰”是鋰離子電池采用液態電解質所特有的，鋰離子還原結晶成樹枝樣，并不斷生長，到一定程度可能會刺破隔膜，科學家目前正在從兩個角度尋求突破。一是包被涂層，二是研究固體電解質。夏定國強調，“高能量密度鋰離子動力電池的發展有待于電極材料、電解液及高安全性途徑的發展，更有待于新的分析方法及電池制備技術進步”。除了提高鋰離子電池的能量密度使其達到400瓦時/公斤外，項目組還將著力全新的鋰硫電池和鋰空氣電池的研究，它們的能量密度有望達到500瓦時/公斤。中國工程院院士陳立泉表示，鋰空氣電池是動力電池的發展方向之一，“現在大力發展的氫氧燃料電池，必須用金屬罐子保障氫氣使用時的安全，而鋰空氣電池（負極為空氣中的氧氣）只要一個榨菜袋子就可以了。從實用性、成本上來講鋰空氣電池也應該發展”。

Q2：新能源汽車絕不認輸，鋰電池燃料電池甲醇制氫，產

冬天是一個比較冷的季節，很多人都穿的非常厚，為的就是能夠保暖。而在汽車市場上，其實也有同樣的憂愁，汽車也是非常怕冷的，。冬天，很多車有著續航，低溫，充電時間方面的劣勢，尤其是一些出租車司機還有新能源汽車司機，對于這方面的吐槽是非常多的。其實每一年都會有類似的吐槽抱怨，無非就是對于這三方面的不滿意。可以看到，雖然技術在不斷進步，但是這些問題還是沒有從根本上解決，很多人對此比較擔憂。而對于這些問題，很多國內外車企是沒有放棄的，尤其是在鋰電池基礎上方案頻繁提出，讓我們看到了用心。比如說加大電池包，優化熱管理，熱泵空調，提高能量的密度，還有增強器及汽油柴油的供暖系統，這些技術一直在不斷改進和發掘。除了氫燃料汽車熱度很高之外，甲醇重整制氫技術，以及以愛馳和吉利為代表的甲醛燃料也是非常有熱度的，逐漸走進了大家的視線里。隨著一些技術路線的綜合運用，新能源汽車也是不斷在調整自我突破自我。大家應該發現了，在過去的時間里，新疆的主力軍就是鋰電池的充電汽車，因為它非常的環保，并且在政策方面也是比較給力的，所以說銷量一直是上升的。但是在國內制造車還有特斯拉的影響之下，傳統汽車廠商也開始改變自己，紛紛加入這個戰隊。其實鋰電池不僅是有優勢，也是有明顯劣勢的。它的劣勢就是充電時間長，不耐低溫并且續航很短，這一點讓很多人非常擔憂。所以說為了彌補這些劣勢，采取的手段也是非常多的，不僅是增大了電池包，還努力提高電池能量密度，因而很多續航的產品也是不斷產生。由此氫燃料電池也是出現在了大家面前，這樣完全能夠彌補鋰電池的缺點。其實氫燃料電池就和小型的發動機差不多，能夠產生電促進電機。而且我們發現加滿氫氣的時間是非常短的，可能只有三五分鐘，這樣既不耽誤時間又很方便，續航的水平也是比較高的，完全可以跟燃油車水平相比，另外它非常的環保節能，符合現在很多人的理念。如今，在市場上也是產生了更多產品，比如說這是NEXO，是韓國現代的氫燃料電池汽車。加一次氫氣就能夠達到700~800千米。比較值得一提的是，在11月的時候，江蘇無錫也是設立了一個氫燃料的電池中心，表面上看這個工程是比較巨大的，可以彌補一些缺點，但是其實也是有很多劣勢的。因為它成本非常的高，并且儲存和運輸的難度也是比較大的，所以不適用于家用短途出行，如果是一些長途運輸的話還可以，所以說要想讓它完全取代鋰電池是根本不可能的。沒想到甲醇制氫系統也是做了調整，直接在車上用甲醛，這樣就會產生氫氣，從而提供給燃料電池，這樣就會把運輸還有集中秩序的環節收取，既能彌補缺點又能保留優點。但是和其它的新能源一樣，這個路線并不是萬能的。如果未來能夠根據不同場景跟需求進行多方配合的話，新能源的作用會非常的大，這樣的話能讓人們在安全出行的同時，還能保持環保節能，真的是何樂而不為呢。不得不說，新能源汽車的潛力，真的是超乎我們的想象。未來相信新能源汽車會越來越多，逐漸成為汽車市場的一大主力。"本文來源于汽車之家車家號作者，不代表汽車之家的觀點立場。

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