電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
我這里列了鋰電發展過程中，大家都一直關注的挑戰，而且大家都知道安全性是第一位的，包括特斯拉電動車今年也燒了好幾輛。要么出現了大量的熱，要么一致性不好，可能導致安全出問題。另外，航程小，這幾年對我國鋰電發展帶來極大影響和限制。還有充電慢。國外，像ABB已經有高速超高速直流充電樁，我認為我國也會很快跟進。但快充材料的缺乏任然是挑戰和機會。還有是功率小。今天的會上就有討論包括通過電容器處理動力不足的問題。倘若是卡車，動力不足更會有挑戰。我前幾天去沈陽，有人告訴我旁邊大連沒有電動自行車，因為大連地勢是山坡，鋰電池動力不夠。實際上電池倍率性能足夠好的話，是可以處理的。還有低溫性能，大多數電動車在負20度以下性能就非常差了。大多數客戶急需電動車可以在更低溫度工作，如負30或負40度。長期存放下，好幾個小時，在零下幾十度充電的挑戰。我認為通過優選的，新型的材料來供應處理以上挑戰比添加系統部件或設計或工程性處理以上列出的挑戰性價比高很多。
在比較了幾種常用負極材料類型后我們可以看到軟碳或無定型炭，倘若可以做到成本較大幅度的降低，可以為處理或滿足新能源汽車的許多挑戰，像高安全、高倍率、長壽命、高低溫性能，供應有潛力的材料處理選擇。
高功率鋰電池負極材料與石墨基負極材料性能比較。在中度或正常使用場景下，如0.5-1.0C充電下，軟碳可使用能量已經超過理論能量密度更高的石墨產品。
對市場上高功率產品的比較，大家可以看得出來哪幾款，相對來說國內有很多廠商，但我們沒有拿到產品去做探測。探測完了，高倍率有它的限制，國內產品比這二個好很多，4C、5C挺多的，但穩定性一致性差一些。軟碳電池顯示了高倍率同時比比較的高倍率市場產品有更高的能量密度。
再看一看快充性能，還是軟包電池的數據。它在不同充電速率下的表現，10C下基本上接近80%容量達成率。倘若真的能夠10分鐘，而且穩定可重復充充放電，和傳統加汽油幾乎是相同的，駕駛者個人體驗會好很多。累了等一會，開兩小時花15分鐘充電休息一下再上路是愿意接受的。今朝許多城市，包括深圳、太原都是要求所有出租車是電動車。我去過太原和深圳，有出租車司機在罵，說這個車不能一輛車兩個人，做不到人休息、車不休息，原來汽油車是可以的，今朝做不到。倘若強行快充的話，這個車一年多一點就壞掉了。倘若新材料可以這樣做到的話，十幾分鐘能夠長期幾千次充電，電動出租車分享共享應當能達到要求。
這是室溫，1C充放循環壽命。2600周,>90%容量保持率，估算6500周,>80%容量保持率。5C，55度C下約有3000周,>80%容量保持率。
這是5C循環后低碳所負極片，5C循環后商用石墨負極片。與石墨負極相反,新型碳負極5C充放循環后無析鋰，極大的提高了安全性。我們認為軟碳的微觀結構阻止了鋰枝晶的成長。
這是低溫放電，在負30度和負40度情況下，可用電量非常可觀，軟包電池分別達到75%和64%容量保持率。
充電電壓一致性數據。5C充電12支電池電壓差別僅10mV。
這是溫升的變化，5C充放電，12節電池，7個探測點溫差差別僅1.5度。
高功率鋰電池的安全性探測，通過GB/T31485-2015電動車用電池安全認證探測，十項探測一次全部通過，包括穿刺試驗。
再看看電池包本身的低溫性，電池包比單個電池的低溫容量保持率還要好許多。最大的差別，或者說我們的解釋是一個電池包里，這個溫度一旦使用起來出現一定熱量放出，溫度有所變化，總體基本這個概念是說在負40度時，可用容量可以達70%。
充電速率和倍率性體驗，這是基本的數據比較。在5C快充時，商業電池不可用。即使在1C充電，石墨基電池有溫升20-25度，非常要熱管理。軟碳負極的電池包在1C下基本無溫升。軟碳負極的電池包10分鐘以下基本洋溢，倘若坐上四個人之后，這個車盡管加速很慢，但可以沖到每小時35-40公里。石墨基電池的比較車最快僅可達到每小時18-20公里。倍率高的電池，我們認為它有可能筆直用在處理載重、剎車、電動摩托車、電動自行車，這些要動力或動力加快充的新的業務場景。
匯報一下我們所里關于電池方面的工作布局，今年還沒有真正做好正極或者電解液的匹配。今朝165Wh/kg,5C沖放電是我們的基本情況。我們也初步做了些碳硅材料的研發。得到一些非常鼓舞的結果，能量500mAh/kg,碳硅材料顯示了很好的倍率性能，2C/0.2C能量比可達44%。基于我們的初步數據和文獻以及對外交流，我相信碳硅電池，一兩年就會有沖破。
我們有一款特殊原材料，基于此開放了一種中間相瀝青及負極材料，通過結構調控，可保持較好的能量，倍率平衡，可大倍率充電，低溫性能出色，且極具成本優點。適用于電動大巴、出租車，混動車，啟停電池，卡車等使用。新型快充電池材料具有優異的快充性能，倍率性能大于3X相應的石墨基電池，循環壽命大于6千，可以在負40度下正常使用。
聲明： 本站所發布文章部分圖片和內容自于互聯網，如有侵權請聯系刪除
