新能源车电池技术,你了解多少?

  近日,江苏省发改委出台了《江苏省政府核准的投资项目目录(2017年本)》,根据新目录,传统燃油汽车产能将得到严格控制,原则上不再核准新建传统燃油汽车生产企业,积极引导新能源汽车健康有序发展。

  新政出台,必将促进新能源汽车技术更快更好地发展。今后,市面上也将能看到更多新能源汽车的身影,消费者的选择也会更多。那么,对于新能源汽车的电池技术你又了解多少呢?是时候来补补课了。

  磷酸铁锂电池最怕低温

  说到电动车,最值钱的肯定就是电池了,这也是为什么新能源汽车指导价要比同级别燃油车高出一大截的原因。目前,市面上使用的车用电池主要有两大类,磷酸铁锂电池和三元锂电池(这两者都属于蓄电池)。很多车友的固有观念中都认为前者要比后者安全,到底是不是这么回事儿呢?

  据了解,磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池,其不含贵重金属元素。正是由于不含有贵重金属材料,磷酸铁锂电池的原材料成本就能被压缩得很低廉。当然,它的安全稳定性也很高,其分解温度高达700-800度,且不会释放出氧分子。

  根据测算,磷酸铁锂电池的循环寿命通常在2000次以上,所以很多厂商都会选择磷酸铁锂电池作为电动汽车电池。专家认为,客观上来讲,新能源汽车的兴起,确实也和磷酸铁锂电池有着密不可分的关系。

  不过尽管使用率相对较高,磷酸铁锂电池却有着一个致命的缺点——低温性能较差,即使专业人员尝试将其纳米化和碳包覆盖也没能解决这个问题。有研究表明,将一块容量为3500mAh的磷酸铁锂电池放到-10℃的环境中工作,结果经过不到100次的充放电循环,它的电量就会急剧衰减至500mAh,基本上就可以报废了。因此如果常年在温度较低的地区使用磷酸铁锂电池的新能源汽车,对电池的损害绝对是不可避免的硬伤。

  三元锂电池占纯电动乘用车市场七成

  那么,三元锂电池的性能又如何呢?专家介绍,三元锂电池是以镍钴锰酸锂作为正极材料、石墨作为负极材料的锂电池,其电压平台很高,这就意味着在相同的体积或重量下,三元锂电池的比能量、比功率更大。同时,通过对比实验可以看到,相比于磷酸铁锂电池,三元锂电池在低温状态下电量衰减小得多,性能更加稳定。

  那么,为什么效率如此之高的三元锂电池也会在业内备受争议呢?原来,三元锂材料的热稳定性较差,会在200摄氏度左右发生分解,且化学反应剧烈,在高温作用下电解液会迅速燃烧,发生连锁反应。通俗点来说,就是三元锂电池的材料比磷酸铁锂电池的材料更容易着火,当然这里所说的是生产电池的材料,并不是已成为成品的电池。

  既然三元锂电池这么危险,为什么还有厂家在使用呢?专家表示,这是因为这种危险是可以通过技术手段得到避免的。根据三元锂材料容易热解的特性,新能源汽车厂商在过充保护、过放保护、过温保护、过流保护这几个环节上都会深入研究,而电动汽车是否会自燃也是重点考量这几个环节的功能是否落实到位。

  记者了解到,去年11月,磷酸铁锂电池的电动大巴装机量占到64.9%,三元锂电池装机量只有27.6%;相反,在纯电动乘用车市场,三元锂电池在去年11月的装机量已超76%,市场占比可谓各有千秋。

  新技术层出

  但仍待革新突破

  除了以上两种常见款,随着科技的发展,近几年,新能源汽车的电池也引进了一些新技术。

  在2017年日内瓦车展上,一款名为正道H600的概念车吸引了很多人的关注,因为该车使用了一款超级电池——石墨烯电池。相比石墨烯,更多人对石墨更熟悉,而石墨烯本质上就是分离出来的单原子层平面石墨,这是一种目前为止发现的最薄、强度最大、导电导热性能最好的新型纳米材料,具有坚固耐磨损、导热性与导电性良好、耐高温、低温性的特点,能在-30-80℃的环境下自由工作,但由于石墨烯价格堪比黄金,成本高、可量产性低等弊端,目前来看,大范围运用并不现实。

  除了蓄电池,还有一些新能源汽车企业正在钻研燃料电池,比如氢燃料电池。据悉,奔驰GLC F-cell所用的9kWh氢燃料电池可提供约500公里的续航里程,且相比于蓄电池,氢燃料电池的燃料补给只须短短几分钟,但目前氢燃料电池汽车基础设施的发展进度极其缓慢,如果想要大力发展基础设施,汽车制造商就必须拿出大笔资金。

  此外,据记者了解,美国的一些科研机构还开发出了新型无膜电池和锂玻璃电池等新技术。新型无膜电池利用新的液态电解质更换用过的电池液,能给纯电汽车和混动汽车快速充电,而且还不需要修建大规模的充电基础设施,使用过的电池液或电解质还能被收集利用。而锂玻璃电池不仅将锂离子的能量密度翻了三倍,还能在几分钟内重新充满电,并持续更长时间。