伴随着新能源汽车的快速发展,磷酸铁锂和三元锂电池的一些问题也在逐渐暴露,为了增强汽车的安全性,固态电池的发展仿佛让汽车有了安全性能的更一步提升!
目前电池技术的进步目标主要是朝着提高续航能力和安全性能进发;能够创新的方向从材料端到新型号都在不断的尝试;
固态电池技术
提升能量密度:固态电池采用固态电解质替代液态电解液,可减少电池内部非活性材料,增加有效储能空间,其能量密度极限可达1000Wh/L左右,远超液态锂电池;.
增强安全性能:固态电解质具有热稳定性强、不易燃、机械强度高、化学稳定性强等特点,能大幅降低电池自燃、爆炸风险,解决锂电池热失控问题;
改善低温性能:固态电池避免了液态电解质在低温下粘度增加、锂离子电导率降低等问题,在-20℃的表现远优于液态电池,-50℃条件下仍能正常工作;
高能量密度材料研发
高镍正极材料:如NCM811等,提高总阴极材料中的镍含量,可增加电池的能量密度,延长电动汽车的续航里程,且使用寿命更长;
硅基负极材料:硅基负极具有较高的比容量,如硅碳负极、高硅负极、纯硅负极等,能显著提升电池的能量存储能力,但需解决循环寿命、保质期和成本等商业化推广障碍;
电池管理系统优化
智能化和自适应性:集成人工智能和机器学习技术,实时监测电池状态、预测性能衰减趋势,并据此优化充放电策略,提高电池使用寿命和性能;
多功能集成:未来的BMS可能会集成能量管理、温度控制、充电器控制、车辆控制接口等更多功能,满足不同应用场景的需求.;
新型热管理材料和系统:如液冷系统、相变材料、热管一体技术等,能更精确地调控电池温度,确保其在最佳工作状态,提高电池的稳定性和寿命;
电池结构创新
刀片电池、大圆柱电池和大软包电池等结构:综合轻量化、安全性、倍率性等条件,寻求电芯结构最优方案,向这些典型结构靠拢,同时加快电芯尺寸的标准化进程;
去模组化设计:电池系统集成技术朝着CTP、CTC、CTV等去模组化方向发展,进一步提升电池系统能量密度和续航水平,重塑传统的供应链关系;
钠离子电池等新型电池探索
钠的资源丰富,提取时耗水量少,成本较低,钠动力电池具有一定的可持续性优势,但其能量密度、循环寿命等性能有待提升;
智能电池研发
集成智能传感器、微处理器及自响应功能材料,可实现更安全、更高效、更智能的电池能量管理与利用,推动动力电池产业链上下游的协同创新;
而能够实现电池突破的技术方式也主要来自上述的创新方向;
比如,固态电池技术的突破与商业化成功,材料端的正负极进行优化,新型电池的开发和利用,热管理技术 集成和智能化等。