新能源汽车锂电池储能技术展望

热度:Loading...   日期:15-07-06, 01:58 PM   来源:   

由于锂离子电动汽车电池具有能量密度大、工作温度高等特点,用户对电池的安全性提出了非常高的要求。新能源汽车对电池要求很高乃至于苛刻,必须具有高比能量、高比功率、快速充电和深度放电等性能,而且要求成本尽量低、使用寿命尽量长,结构稳定且性能安全。当今传统电池技术很成熟,但用于新能源汽车作为新能源电池则存在技术瓶颈,主要是材料能量密度成长空间受限,目前难以满足新能源车辆续驶力的需求,致使新能源车辆无法完全取代污染大的传统内燃机汽车。

锂离子电池在理论层面,可通过微结构控制材料微形貌,调控微结构性能进而决定材料性质,纳米尺度制备多孔结构石墨包覆材料,通过提高电池材料比表面积,增大扩散面积,缩短离子扩散和电子迁移路径,锂离子电池电导率、倍率和电量保持率均达到较高水平。目前困境为,锂离子电池能量密度小,充放电过程中,锂离子电池由于自身材料体系所限,在复杂动态环境下,会发生位错、孔洞等微结构缺陷引发材料本身体系的损伤,严重影响微结构性能,导致电池能量密度低,不能完全重复循环性能。

能量密度相对大的锂离子电池,电压高、比能量大,发展潜力很大,但阻碍锂离子电池的瓶颈是,在多次充放电后电池不稳定,使得电池也不能完全重复充放电循环性能。基于新能源车辆综合控制的锂离子电池材料微结构模型与功能设计逻辑框图如图119所示。电池在多次循环后,各项性能指标下降很快。电池组材料体系管理方面,由于单体材料难以做到均一的充放电,会出现充放电不平衡的状况,为了避免不平衡现象,需判断单体材料状态差异,实现均衡控制。

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基于新能源车辆综合控制的锂离子电池材料微结构模型与功能设计逻辑框图

目前,虽然有诸多困难,但随着新材料体系和微结构新性能的出现,电池技术也越来越接近新能源车辆所要求的目标,未来越来越多的新能源汽车将选择锂离子电池作为电动汽车电池

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