摘要:新能源汽车的技术,已经非常成熟了。现在世界上,新能源汽车的产量,已经达到了几百万辆,虽然产量很大,但市场还是很好的,我们可以吸收更多的新能源汽车。新能源汽车的动力来源是电池,因此新能源汽车的发展非常迅速,这不仅仅是因为它的经济实力,更重要的是它的技术。新能源汽车以动力锂电池为主体,技术要求较高,技术水平有待进一步提高。提高电池的质量,优化生产流程,对促进新能源行业发展具有重要意义。
关键词:新能源汽车;动力;锂电池
引言:当前,能源与环保问题是社会高度关注的焦点,新能源汽车在此背景下得到快速发展和应用。在新能源汽车发展中,锂电池是一个重要的组成部分,随着时代的发展,节能和环境保护的需要,推动了其发展和应用。隔膜系锂电材料是目前世界上最有价值的锂离子电池,而国内对这种材料的研究还存在着较大的发展空间。
1.动力锂电池的概述分析
1.1动力锂离子电池的基本构成
动力锂离子电池是以铝塑复合膜、极耳、导电剂、粘合剂、电解液、隔膜、正极材料等为主要原料。其中,正极材料、电解液、隔膜和负极材料构成了整个锂电池的关键技术。在锂电池充电过程中,锂离子在正极产生,锂离子被电解质溶液传输到负极,并被吸附到负极的碳纳米管中,使其持续提高充电容量。锂离子电池具有较高的充放电性能,因此它被广泛地用于电动汽车。
1.2动力锂电池的特征
由于其低的自放率、高能量密度、循环无污染、高效、无记忆等特性,成为新能源汽车行业的首选动力来源。锂电池组件是新能源汽车的核心组件,也是其唯一的电源。锂电池有很高的工作温度:20~40℃是它的最佳工作温度,超过这个温度就会降低它的工作寿命和工作性能。在较低的温度下,锂电池的放电量和放电压都会大幅度下降;在较高的温度下,锂电池很容易发生热失控,一旦内部的热量积累起来,无法及时排出,就会发生火灾,从而危及到人类的生命和财产。而电池的散热系统,则是保证锂电池工作正常的重要保障。因此,对其进行合理的散热设计,合理地控制其温度,是保证新能源汽车安全、高效地使用的关键。
2.动力锂电池行业现状
新能源汽车分为纯电动和混合动力两大类。锂电池主要有三大类:锂离子电池、三元材料锂离子电池、锰酸锂离子电池等。在汽车行业中一般采用的电池为三元材料锂电池。电池由正、负、电解质、外壳、隔离膜、集流体等组成。形态各异,有圆的、有方的、也有软的。三李明川铁锂、石墨、碳化硅、硅合金等都是锂电池的主要原料。电解质是一种高纯度有机溶剂,电解质、锂盐和其它必需的助剂。不同的材料,能够制造出不同的电芯,而锂离子电池之所以能够发展到今天,就是因为电芯技术的发展,电芯的质量越高,其内部的能量浓度也就越高。电芯技术的不断提升,不仅能更好的控制成本,还能保证电池的使用寿命以及使用安全。
3.新能源汽车动力锂电池应用分析
3.1锂电池的应用
锂电池是新能源汽车中使用最多的一种,就像著名电动汽车厂商特斯拉,就采用是三元锂电池。本发明具有高能量密度、小型、耐低温等优点。但特斯拉的电源管理技术并不能解
决汽车的穿透问题。只能通过加强电池来进行防护,如果车辆受到严重的撞击,很有可能会导致汽车爆炸,危及乘客的生命。而比亚迪,作为国内新能源汽车的主要客户,其产品的优点就是安全性能优异,使用寿命长,功率密度高。缺点是能量密度比较低,在同等重量的新能源汽车中并没有什么优势,而且在严寒的天气下,会消耗更多的电量。新能源汽车使用锂电池,需要进行系统性能的优化和改进,因此,必须要将磷酸锂负极作为锂电池的原材料,这样可以实现循环利用,从而减少新能源汽车的生产和加工成本。另外,在检修和维护过程中,要特别注意锂电池的安全性,如果电池体积变大,会对整个电池的工作性能造成一定的影响,对汽车系统中的锂电池的安全使用是不利的。
3.2燃料电池的应用
燃料电池具有高效、清洁、可再生、起动迅速、工作无声、比功率大、输出功率调节方便等优点。与其他有轨电车相比,它具有更大的功率和更长的工作时间。其中氢气、乙醇、甲醇、汽油、天然气等是产生电能的主要能源,其中氢气的补充速度快、无排放,无需经过热机预热,因而不受热循环的制约,其动能转化速度是引擎的三倍以上。燃料电池的发展起初只是为了提供汽车所需要的电能,而现在,能源效率、成本以及燃料的来源已经引起了人们的注意。以燃料电池为动力的有轨电车,是今后的发展方向。
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3.3镍氢电池的应用
镍氢电池是新能源汽车动力电池中的一类,其优点是无记忆效应、可循环使用寿命长,缺点是但其使用成本过高,不利于大规模生产。镍氢电池的初始投资成本比一般的电池要高,但由于可以长期循环使用,所以总体来说,成本并不高。它具有优良的物理、电化学特性,具有较高的储能、无记忆效应、轻质、无环境污染等优点,在国防、民用等方面得到了广泛的应用。
4.动力锂电池的技术发展方向
4.1正极材料的技术发展
想要发展电池,必须要提高原材料的技术水平。高容量、高功率、高安全性、高使用寿命是当前动力锂电池发展的趋势。在选用正极材料时,要保证电池的安全性,就必须保证阴极材料与电解质的兼容性、阴极反应的柔和、可逆性和稳定性。而在材料的选择上,在结构上也要符合一定的要求,比如为了确保可逆性,可以采用分层结构,也可以采用隧道结构,这是为了便于脱嵌。
4.2负极材料的技术发展
负极和正极是对立的,所以负极的材质和正极的选材条件相差不大。目前市场上大部分的动力锂电池都是使用石墨电极,而石墨电极的电池容量并不是很大,所以负极电极很有可能会选择一种类似于金属锂、镁之类的材料。
4.3电解液技术发展
电解液不仅能保证电池的安全,还能保证电池的使用寿命。在选择电解液时,必须选用具有较高导电性、较宽的电化学窗、较好的稳定性和较好的安全的电解液。
4.4隔膜技术发展
通常采用高热稳定性和高力学性能的电池隔膜。目前市场上的薄膜主要有单层薄膜和复合薄膜,隔膜的生产工艺有两种,分别是干法和湿法。目前市场上使用的主要是湿法,因为用这种方法制作出来的薄膜具有更好的抗拉强度和均匀度,但缺点也很明显,就是不耐高温。所以通常采用湿法制作的隔膜,需要在隔膜的表面涂上一层化学物质,起到隔离温度的作用。
5.新能源汽车及动力锂电池的发展前景
目前,我国正在进行新能源汽车、动力电池等新技术的研究,并将技术创新与战略性产业相结合,制定了若干技术发展计划。动力锂电池是新能源汽车中的一个关键部件,它是新能源汽车的低碳和安全的关键。新能源汽车与动力锂电池技术的开发与应用,将会推动新能源汽车的研究与产业化。而到了2011年,全球锂电池的产能将达到四十六亿,而锂电池的产能也将达到一百五十三亿。目前,世界新能源行业普遍看好锂电池。中国的锂电池行业从2012至今已经发展到了400亿元。在环境恶化和能源紧张、新能源汽车受到越来越多的关注和行业格局的形成,使得动力锂电池获得了空前的发展机会。根据当前的发展趋势,新能源汽车将成为今后电动汽车发展的主流。中国新能源车和动力锂电池将会在更大程度上实现节能减排。
结束语
能源短缺、资源紧张、生态环境日益恶化,使得环境保护和环境问题日益受到重视。而在新能源汽车中,动力锂电池是最重要的动力来源。因此,要大力推动新能源汽车及动力锂电池技术的研究与推广,真正达到节能、环保的目的。
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