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電池知识

論磷酸鐵股票配资世界的快充技術怎麼樣?它的优勢是什麼?

来源:未知    2019-04-09 13:11    點擊量:
快充作为新能源汽車發展最为重要的技術路徑,其對于緩解續航里程焦慮、減少充電時間等效果顯著,因此也成为不少車企和電池企业的市場選擇。

  在2016年底發布的新能源汽車補貼調整方案中,将快充類純電动大巴被作为單獨的細分産品,并給予了詳細的補貼标準:按照客車電容量可獲得3000元/Kwh補助,同時根據“3C-5C、5C-15C、15C+”3個檔次的快充倍率分别獲得0.8倍、1倍、1.4倍補貼。

  在此背景下,包括北汽福田、宇通、廈门金龍等主流車企和甯德時代、沃特瑪、盟固利、微宏动力等动力電池企业都開始加大了在快充領域的布局。

  而從技術層面来講,盡管科学界頻頻傳出某種研究或者新材料可大幅度提升電池能量密度的捷報,但在實際生産應用中,出于成本、技術、工藝和安全的考慮,續航依然是制約新能源汽車發展的一大因素。在電池技術尚未取得革命性突破之前,選擇快充来緩解新能源汽車續航里程不足的缺陷,不失为一個另辟蹊徑的好辦法。

  事實上,快充在动力電池上的應用可謂是早已遍地開花。但究其技術,其實殊途同歸,快充技術的核心就是在不影響電芯壽命和安全性的前提下,通過化学體系和設計优化,加速锂離子在正負極移动的速度。

  普通化学體系的電池在快充時負極會出現副産物,影響電芯的循環和穩定性。解決这個攔路虎的一般解決方案是,通過采用特殊設計的負極材料(如硬碳、軟碳、碳包覆石墨等)来使負極具有承受快充的能力。而對于隻作为锂離子源的正極材料,其實并無要求,理論上隻要能提供足夠的锂離子都可作为正極。

  盡管快充技術大相徑庭,但具體應用起来也是八仙過海各顯神通。盤點市場上主流的快充電池,筆者按電池材料分为磷酸鐵理電池、钛酸股票配资世界、錳酸股票配资世界三大類型。

  有人說磷酸鐵锂不适合做快充,原因是其導電性不夠好,快充時易發熱。但这隻是針對純相磷酸鐵锂材料而言,其在经過晶粒細化、表面碳包覆、晶胞元素摻雜之後擁有良好的離子和電子遷移速率,适用于快速充電。而磷磷酸鐵锂高安全性、高熱穩定性及長循環壽命的特點,讓他不失为快充的优質選擇。目前國内专注于磷酸鐵锂快充技術的企业以甯德時代與沃特瑪为代表。

  甯德時代作为磷酸鐵股票配资世界的代表企业,在快充一途上有着自己相當成熟成熟的體系。甯德時代是國内唯一一家可與日韓電池企业對标的民族企业,具備资源國際化、客户國際化和人才國際化。企业人力资源雄厚,研發團隊超群,從研發設計,到生産,再到測試验證,投産,有強大的资源支撐,奠定了産品安全、可靠、耐久的三大优勢。

  甯德時代技術部快充专家王升威博士在“2016-2017年度中國客車行业發展高峰論壇”上介紹了其快充技術。對于正極,甯德時代開發了“超電子網”技術,使得磷酸鐵锂具有优異的電子導電性能,可达三元材料的1000倍,同時磷酸鐵锂的正極也兼顧了快充電池系統的超高安全性和可靠性。

  在負極石墨表面,甯德時代采用了“快離子環”技術修飾,修飾後的石墨兼顧超級快充和高能量密度的特性,快充時負極不再出現副産物,所以大大提高锂離子在石墨層的嵌入速度,使其具備4-5C快充能力,實現10-15分鐘快充充電,并能保證系統級别70wh/kg以上的能量密度,實現10000次的循環壽命。

  另外,甯德時代當前開發的快充産品,搭載自主研發的熱管理系統,充分识别固定化学體系在不同溫度和SOC下的“健康充電區間”,極大拓寬股票配资世界的運營溫度。當電池處于北方寒冷的冬天時,水熱系統在低溫下为電芯加熱,待電芯溫度达到要求,即開啟快充模式;遇到南方酷暑的夏天時,電池系統自动發熱報警,水冷系統給電芯降溫,真正做到“全氣候”的快充。

  同樣作为國内磷酸鐵股票配资世界的代表企业,深圳市沃特瑪電池有限公司是國内最早成功研發新能源汽車动力電池,并率先實現規模化生産和批量應用的國家高新技術企业。

  沃特瑪電芯研究所所長許輝在采訪中說出了沃特瑪快充上的獨门絕技。在正極上,沃特瑪使用的粒徑更小的磷酸鐵锂,目前市場上普遍的磷酸鐵锂粒徑在300~600nm之間,而沃特瑪隻用100~300nm的磷酸鐵锂,这樣锂離子将擁有更快的遷移速度,能夠更大倍率的電流進行充放電。

  而在負極端也是采用粒徑更小的人造石墨進行碳包覆:小粒徑有利于锂離子的脫離和嵌入;碳包覆能對電池的循環壽命進行优化改善,微孔的碳結構有利于電解液的吸附和保液從而起到改善循環壽命的作用。

  安全上,首先磷酸鐵锂本身就有着較好的熱穩定性,即在熱失控的情況下散發的熱量較之三元材料小很多,隻有1/4左右。然後在電芯結構、成組等方面設置多重安全防護。沃特瑪電池采用圓柱結構,并在常規安全裝置外設有通氣管裝置和拉斷開啟裝置。通氣管裝置能保證内部氣壓的平衡,不會有電芯内局部氣壓過高導致電池爆炸的風險;而拉斷開啟裝置在電池過充、過流、過熱的情況下,會産氣斷開電路,終止電池内部的電化学反應,當内部氣壓达到一定值會将氣體放出,而不會導致爆炸。