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聚合物锂离子动力电池将成燃料电池新宠

发布时间:2021-03-07 04:38 编辑: 来源:

随着能源的匮乏及全社会对环境污染的严格控制,动力车、混合动力车已成为当今汽车业的一个亮点,而其采用何种电池作动力,也成为目前必须进行抉择的当务之急。铅酸、镍氢、镍镉电池质量大,能量密度小,环保效果差;液态锂离子电池虽然能量密度大,但安全性差,充放电管理也成为新问题;燃料电池成本高,寿命短,交换介质触媒有待改进提高,目前还不具备商业价值。其他类型的燃料电池还需要改进提高,产业化等问题有待解决。所以,目前聚合物锂离子电池便成了脱颖而出的新宠。

聚合物锂离子电池基本具备了动力电源必须具备的3个条件:1.具有高安全性能,2.适合于大功率充放电,3.高低温环境下仍能继续工作。

作为动力电源,其安全性能必然占据着首要位置。动力电源首先不应当是“定时炸弹”,另外在使用过程中应能适应各种恶劣环境。目前,国内外锂电池的安全性能一般通过穿刺试验来检验。浙江东升电池很好地解决了电池的安全性能问题,测试结果表明,该公司生产的聚合物锂离子电池穿刺时穿刺部位略微升温,穿刺后的电池仍能正常工作。试验表明,该电池隔离膜在异常情况下有着特殊的闭孔性能,在一定温度下可能发生低聚反应,局部产生高电阻薄膜。这种电池在过充或过放试验中也表现出较高的安全性能。

动力电源的另一个重要技术指标是大电流充放电性能,也就是动力源的功率要大。汽车高速行驶时所需要的动力在40kW以上,因此电池放电时的电流一般很大,充电时为了在短时间内充满,也要求大电流充电。大功率电池并非由小功率电池的简单增加来获取,电池材料选配要得当,结构设计要合理,必要时还要设置散热系统,才能保证电池的特性。浙江东升电池属于多孔态聚合物锂离子电池,它比起纯固态或凝胶态聚合物锂离子电池有一定的优势。所谓多孔态电池其隔膜是三维多孔结构,电极本身也是多孔结构,因此电极反应的真实表面积比宏观表面积大许多,尽管电解液中不存在游离态电解液,但是离子的导电通道多且离子迁移路程较短,因而电池工作时可以放出较大电流,而且产生的热量相对较小。该电池的另一个特点是工作温度范围宽,可在-50℃~ 80℃范围内工作,尤其在低温-50℃下放电率可以达到34%。

作为动力车使用的电源还有很多需要配套解决的问题,如快速充电性能、电池的均衡管理和保护电路的开发、充电器的开发、CAN(控制器局域网)总线的设计等。目前很多厂商都在着手相关技术和产品的开发研制工作,但要想使其得以快速应用推广则需要一个公共平台,整车厂、电池厂、充电器厂需要整合,不能单打独斗,闭门造车,以致生产的产品无法得到实际应用。国家在此方面也投入了大量的人力和资金,虽然在研发和产品上也取得了进展,但综合进度并不是很理想,投资分散,技术起点参差不齐,思路存在千差万别。在动力车的核心部分——— 动力电源方面如果不跳出常规,就很难有大的突破。

目前就动力电源的发展而言,电池的价位并非最关键问题,关键是安全问题。材料业和IC产业的技术发展都展现出了行业走势,产品性能将更好,价位将越来越低。当然关键材料及高端材料目前还是本行业内所必须解决的问题,如耐过充过能材料、快速充电储能材料等。充电设备的开发也要跟上,要开发管理电路、均衡电路、保护电路与电池和充电器形成一体化产品,如果能够有计划有目标地攻克和解决,从技术到产品都将可以达到一个新高度。

 
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