提高锂离子电池正极材料的电压是最近几年提升锂离子电池能量密度的新思路。高电压材料包括类尖晶石晶体结构和类橄榄石晶体结构两种正极材料。
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锂电池凭借其能量密度高、体积密度高、工作电压高、无记忆效应、自放电低且无污染等优点,成为电动汽车动力源的最佳选择。为满足电动汽车功率驱动需求,一般需要将锂电池电芯串联使用以提高电压等级。
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电动汽车动力电池需要高功率密度、高能量密度、寿命长、环保等要求,而锂电池具有上述优点,因此在电动汽车中得到广泛应用,今天就来说说这锂电池和管理他们的系统。
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锂离子(Li-ion)电池,简称锂电池是近年来逐渐普及使用的一种新型电池,具有体积小、重量轻、容量大(能量密度高)、自放电率低以及无记忆效应等优点,但同时它也有一些致命的缺陷。
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根据国家规划,2020年电芯能量密度达到350Wh/Kg,2025年电芯能量密度达到400Wh/Kg,2030年电芯能量密度达到500Wh/Kg。目前锂离子电池比能量密度低于300 Wh/kg,如何使电池能量密度从200Wh/kg提高到500Wh/kg 以上?
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我们还进一步将LIC用于混合动力车作为了目标。此前由于EDLC容量不足,混合动力车主要采用镍氢充电电池,但LIC的能量密度是EDLC的4倍,因此认为可以用于混合动力车。
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想要成倍提升电池能量密度,必须依靠下一代电池技术。张跃刚博士向我们推荐了以下三大热门电池技术,它们大多数还处于实验室研发阶段。虽然距离商业化投产还有相当长一段路,但我们相信移动电子设备的飞速发展会令电池领域的投资增加,从而在一定程度上加速技术和商业方面的突破。
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在日本,围绕安全性优于目前主流锂离子电池的新一代电池——“全固体电池”的研发正不断涌现成果。而比亚迪的磷酸铁锂电池的安全性也是得到业界认可,相应的能量密度也将得到提升,两者都有哪些优缺点呢?
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我们将就锂离子电池与能量相关的两个关键指标:能量密度和充放电倍率,展开一些简短的论述。
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众所周知,锂电池尤其是高能量密度比的锂电池是危险品,在电池过充、过放、短路等异常情况下都将形成电池胀气、鼓包、泄漏等问题,严重时引发燃烧爆炸的事故。保障锂电池使用安全的两个核心因素:一是电芯安全性,二是电池包保护电路功能。
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太阳能飞机以太阳辐射作为推进能源的飞机。太阳能飞机的动力装置由太阳能电池组、直流电动机、减速器、螺旋桨和控制装置组成。由于太阳辐射的能量密度小,为了获得足够的能量,飞机上应有较大的摄取阳光的表面积,以便铺设太阳电池,因此太阳能飞机的机翼面积较大。
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由于激光具有极高能量密度和超高加工速度等特殊的加工特性,近年来受到世人的注目。特别是 远隔控制激光—机器人加工系统的超高加工效率,倍受青睐。就当前激光加工领域最先端的“远隔控制 激光—机器人加工系统在汽车制造业的应用及发展前景”进行了综述。
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18650的优点是成熟度高、一致性高、能量密度、成本、排布柔性高;缺点是数量多,pack难度高,质量控制点多。而更大的单体电芯可以通过改变内部设计,大幅度提升寿命、倍率等,也让Pack看起来更容易,但也同时会大幅降低能量密度(体积和重量),降低了组装时空间利用的灵活性,高能量密度的大尺寸电池,大多自动化程度低,制程等不良带来的成本很高,一致性差,且一旦失效,后果可怕。
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18650的优点是成熟度高、一致性高、能量密度、成本、排布柔性高 ;缺点是数量多,pack难度高,质量控制点多。
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