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我国动力锂离子电池发展要克服的问题

2021-02-04 ryder

我国的动力锂离子电池发展要克服这个问题


目前,我国汽车动力锂离子电池技术选择的是相同的磷酸铁锂道路,但锂电池技术整体水平仍落后于美国和日本。例如,日本电池的平均能量密度比我国电池高30%~40%,充电次数是我国电池的几倍。我国锂电池行业还要克服以下问题。


(1)知识产权。磷酸铁锂的正极数据专利是由德克萨斯大学的Goodenough团队于1996年获得的。加拿大的H-q和Phostech获得了独家专利和商业许可证。目前不断发展碳涂层、金属氧化物涂层、纳米化学改性及制备技术,以提高磷酸铁锂粉的导电性,并获得多项专利。因此,专利问题是国内磷酸铁锂加工公司回避的问题。


(2)常见问题。电动车使用的锂电池是串联或并联在一起的,假如普遍存在的问题没有得到有效的解决,锂电池的加工就不能大规模的应用在电动车上。


(3)分组后的安全性和寿命。大容量、高充放电功率的锂离子动力锂离子电池包,在恶劣的工作条件下,更容易造成电池某些部分的偏差,进而造成安全问题。单个磷酸铁锂电池的使用寿命可以超过2000次,但数百个单个电池串并联后,整个电池包的使用寿命可能只有500次。因此,有必要使用电池处理系统(BMS)对电池包进行合理、有效的处理和控制。


(4)高能量、大功率兼容。锂离子动力锂离子电池具有较高的能量密度,可以使电动车以恒定的速度运行更长时间。在电化学系统中,只有超级电容器才能达到很高的充放电比(1000C),但它的能量密度只有锂电池的1/20。假如没有超级电容,高容量、高功率的电池就不是理想的选择。


(5)原始数据筛选。现在用于加工锂电池的原始数据是不可能全部进口的,重要还是从国内进口。但是国内的原始数据要经过世界认证,锂电池的输出是可以被世界认可的,所以现在还要在原始数据认证环节处理一些问题。


就燃料动力电池而言,有必要将其工业化,使发电成本(当时为49美元/千瓦)低于或接近化石燃料的价格(30美元/千瓦)。除了电池关键部件的优化和组装的基本层面的问题外,还要克服以下限制燃料动力电池产业化的技术壁垒。


(1)贵金属成本。燃料动力电池工业化后,其加工将导致贵金属的短缺。当时的替代催化剂和多组分催化剂远远不能满足工业化的技术要求。


(2)燃料动力电池堆稳定性。汽车燃料动力电池系统的使用寿命仍远低于世界水平,燃料动力电池堆的低温功能有待改进。


(3)建立和完善燃料动力电池产业化基础设施。在解决了成本和功能稳定性问题之后,有必要建立一个液氢技术设施网络来维持工作。当时,我国只有大约60个加氢站。在氢能源领域,我国缺乏布局规划、资金投入、明确的路线图和时间表。


(四)进一步加大政府支持力度。国家应继续新增燃料动力电池研究机构的支持和关注,并鼓励和引导公司的力量进入燃料动力电池的占领,并使用资本和政府投资效应,导致公民和世界资本跟进,到燃料动力电池行业。

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