最近最沸沸揚揚的,莫過于特斯拉的兩款新車。
據(jù)悉,Tesla在Semi純電動卡車發(fā)布會即將結(jié)束時出人意料地發(fā)布了一款名為Roadster 2 的概念跑車,并公布了這臺車令人驚愕的性能參數(shù),在新能源領(lǐng)域引起了轟動。
千里續(xù)航、2秒破百是特斯拉Roadster 2震驚世界的兩項數(shù)據(jù),分別代表了續(xù)航里程和加速性能,這個數(shù)據(jù)超越現(xiàn)有的一切技術(shù)條件,從某種程度上說,達到這種數(shù)據(jù),傳統(tǒng)車真的就沒有太多生存空間了。
然而現(xiàn)有的電池水平還遠遠達不到,在筆者印象中,續(xù)航里程最大的是荷蘭的太陽能汽車,續(xù)航可達800km,而這款太陽能汽車的強大續(xù)航依然是通過堆積電池來實現(xiàn)的。而在乘用車的“正規(guī)軍”里,實際續(xù)航400km,就已經(jīng)是很前衛(wèi)的產(chǎn)品了。
事實上,制約續(xù)航里程的核心要素還是在能量密度。慶幸的是,全球范圍內(nèi)都在朝高能量密度體系研發(fā)。在正極材料領(lǐng)域,已經(jīng)有企業(yè)即將量產(chǎn)9、0.5、0.5的高鎳三元體系;負極上,硅碳負極、氧化硅等高克容量材料已經(jīng)開始逐漸應(yīng)用起來;至于電解液,固態(tài)電解質(zhì)已經(jīng)從一個概念成為了即將量產(chǎn)化的產(chǎn)品。
在這一系列的研究成果里,筆者最想強調(diào)的就是產(chǎn)品一致性。電池生產(chǎn)的一致性一直是行業(yè)的痛點,而隨著新材料、新體系的快速推進,這一短板將進一步放大,而供應(yīng)不穩(wěn)定對車企來說,或許是一場災(zāi)難。
下面就來看看本周鋰電行業(yè)都有哪些新技術(shù)和大事件吧。
新電池管理設(shè)備 將續(xù)航里程提升50%
據(jù)外媒報道,范德堡大學工程實踐管理學院教授Ken Pence以及電氣工程學院的博士生Tim Potteiger共同研發(fā)了一臺電池管理設(shè)備,后者可重新配置電動汽車的電池模塊。上述兩人采用特斯拉的高能量密度鋰離子電池建立模型,旨在提升電池的耐用性并提升電動車的續(xù)航里程。該技術(shù)可將電動車的續(xù)航里程提升50%。此外,他們還為電池的各個電芯新增了控制器。
Potteiger表示,電動汽車的電量表(battery gauge)會預(yù)留最低電量,防止電量消耗殆盡從而導(dǎo)致乘客受困。當電量為10%時,電量表會顯示“無電量”狀態(tài)。該設(shè)備也可連接電動汽車車載軟件,因此司機可準確讀取電量信息,最大限度的利用電池電量使電動車達到最大續(xù)航里程。
Pence表示,電池越舊,越有可能出現(xiàn)問題,效率也越低,那么此電池管理設(shè)備就越有用。此外,上述兩人正在與范德堡大學技術(shù)轉(zhuǎn)讓和商業(yè)化部門合作,將該設(shè)備推向市場。
點評:隨著電池使用,電芯確實會出現(xiàn)差異化,并逐步放大影響整個電池性能。這就好比一個心有靈犀的團隊,在奮斗一段時間之后,相互積累了小情緒,團隊效率開始低下,這時候大家放下工作互訴衷腸,解開心結(jié)后又變成了一個高效團隊。對電池的整個生命周期而言,這個舉措意義重大,他最大限度的減少了電芯到電池系統(tǒng)的性能損失,是在BMS基礎(chǔ)上更高的一個層次,類似于在線“分容化成”。但不幸的是,BMS正是國內(nèi)的薄弱之處。
TDK推全陶瓷固態(tài)電池 預(yù)計2018年量產(chǎn)
11月21日,日本電池大廠TDK于宣布,已研發(fā)出全球首款采用小型SMD技術(shù),可進行充放電的全陶瓷(all-ceramic)固體電池“Cera Charge”,并預(yù)計于2018年春天開始進行量產(chǎn)。
Cera Charge尺寸為4.5×3.2×1.1mm,額定電壓為1.4V、容量為100μAh、充放電循環(huán)次數(shù)視條件可達1,000次以上。
Cera Charge不像現(xiàn)行鋰離子電池使用液體電解質(zhì)(電解液),而是使用陶瓷固體電解質(zhì),因此不用擔心會發(fā)生火災(zāi)、爆炸、電解液外漏等風險,且借由采用類似于積層陶瓷電容(MLCC)的積層技術(shù),因此和現(xiàn)行鋰離子電池相比,擁有更高的能源密度和更小的體積。
TDK指出,Cera Charge可借由并聯(lián)、串聯(lián)來增加容量、電壓,可應(yīng)用于IoT元件、穿戴設(shè)備、即時時鐘(real-timeclocks)、藍牙信標(Bluetooth beacon)、能源采集系統(tǒng)等各種用途
點評:說起TDK,很多人可能感到陌生,但說起它在中國的子公司ATL,應(yīng)該就非常熟悉了。這樣的研發(fā)實力擺在面前,量產(chǎn)固態(tài)電池也就不奇怪了,更何況,筆者個人認為,TDK的固態(tài)電池更可能是用在手機、筆記本等數(shù)碼領(lǐng)域,其技術(shù)難度較之動力電池,還差了不止一點。盡管如此,該研發(fā)成果依然非常了不起,畢竟2018年的時間節(jié)點遠超同行。
韓國開發(fā)出蜘蛛網(wǎng)狀鋰電池新材料
韓國成均館大學發(fā)布消息稱,其研究組根據(jù)蜘蛛網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與功能開發(fā)出鋰離子電池高性能電極活性材料,成功解決了高容量材料退化和充放電速度慢等問題,可以應(yīng)用于多種類型的高容量二次電池。
目前科學家為了克服鋰離子電池負極材料石墨容量受限(約370mah/g)的缺點,開發(fā)了高容量硅和過渡金屬氧化物等多種材料,但是,大部分高容量材料因電傳導(dǎo)速度較慢,導(dǎo)致充電和放電速度緩慢或充電放電時因體積膨脹而出現(xiàn)限速特性和長期不穩(wěn)定性等問題。
韓國研究組通過運用冰膜方法,將蜘蛛網(wǎng)形狀的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組建成具有多重保障的碳納米管,并對其進行臭氧處理,使納米管表面像蜘蛛網(wǎng)一樣,具有彈性功能。
點評:關(guān)于結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新其實也屢見不鮮了,比如稍微另類一點的有三明治結(jié)構(gòu)、葉脈結(jié)構(gòu)等。但遺憾的是,靠著標新立異博得眼球后,這些偏門技術(shù)再也沒有聽到后續(xù)的跟進,野路子終究是野路子。而這次來自韓國的蜘蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu),聽起來就離大規(guī)模制造非常遙遠,何況還有循環(huán),穩(wěn)定性等一些基本性能參數(shù)都被作者忽略了。
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原文標題:【華陽自動化· 大事件】動力電池在線“分容化成” 續(xù)航提升50%
文章出處:【微信號:gh_a6b91417f850,微信公眾號:高工鋰電技術(shù)與應(yīng)用】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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