钜大LARGE | 点击量：975次 | 2021年12月11日
电动车的续航问题成为其一大短板，解决电池难题仍任重道远
电动汽车正成为普通家庭购车的选项之一，而续航问题是其扩大市场的一大短板。近期，德国汽车品牌保时捷公布了一项研究成果：功率高达450千瓦的超级充电桩，充电3分钟可续航100公里，15分钟即可充电80%。特斯拉也发布了新一代超级充电桩，充电时间可缩短一半。这种超级充电桩技术能否帮助电动汽车克服短板呢？
的确，超充技术将有助于电动汽车的长途出行，但尚不能彻底解决续航短、充电不便的问题。
与体积小巧的慢速充电桩相比，超级充电桩对供电线路要求高、占地面积大，无法安装在普通车位上。考虑到建设与运营成本，超级充电桩多见于城市郊区、高速路沿途。相关研究结果显示，普通消费者用车场景90%以上为市内短途出行，长途出行不到10%。因此，为住宅区、办公区与商业区的车位普及慢速充电桩，比建设超级充电桩更加务实。
此外，超充技术的实现，不仅需要建设强大的充电桩，也对锂电池性能提出了更高要求。在高达数百千瓦的充电功率下，电池可能出现寿命衰减问题，甚至安全风险。因此，为了与当前锂电池性能匹配，实际应用的充电桩功率要比预期低很多。目前，充电基础设施的建设目标是“夜间慢充为主，日间快充为辅”。超级快充的普及尚需时日。
如果说基础设施决定了补充续航里程的便利性，那么锂电池本身则直接影响续航里程的长短。对传统燃油车来说，想要实现续航里程增加一倍，只需将油箱相应扩大一倍，基本不会增加整车成本。这一招对电动汽车不管用。一方面，电池价格不菲，增加电池会显着增加购车成本；另一方面，电池的能量密度很低，增加电池容量会显着增加车重，从而降低续航里程。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
随着技术提高和生产规模扩大，锂电池成本会逐步降低，而能量密度就成了主要难题。目前电动汽车的锂离子电池主要分为磷酸铁锂与三元锂两种。前者能量密度较低，主攻低成本与高安全性，应用在空间较为宽松的大客车上；后者能量密度较高，主攻高能量密度，应用在布局紧凑的轿车与SUV上。所谓三元锂，一般是指电池的正极由镍钴锰三种元素组成，调节三种元素的比例可以实现更高的能量密度。研究发现，能量密度越高的元素配比，稳定性、安全性一般也越差，这使得三元锂电池的技术前路困难重重。
新能源的发展不是一帆风顺的。多年来，风能、太阳能等产业发展历经起伏。其中的技术瓶颈、产业化掣肘等问题，仍有赖于人们共同努力去解决。电动汽车的发展也面临类似挑战。目前，世界各国的研发机构一方面尽可能研究锂离子电池的极限，另一方面开始探索下一代锂电池，例如锂空气电池、锂硫电池等。其中，固态锂电池被寄予厚望。不过，下一代锂电池的量产乐观估计仍需5—10年。在这种情况下，汽车行业开始重视氢燃料电池技术。虽然这一技术的完善可能需要更大的投入，但可以避开锂电池的能量密度限制，为解决电动汽车的电池难题提供了新思路。
美国能源部启动锂离子电池回收奖项目
2月18日是美国的全国电池日，许多美国人会在这一天换掉家里的旧电池，送到回收中心。而为庆祝这一非官方节日，美国能源部日前宣布，正式启动阿贡国家实验室电池回收研发中心建设，同时启动锂离子电池回收奖项目，以推动锂基电池中关键材料的回收。
自上世纪90年代初开始商用化以来，锂离子电池的使用越来越广泛。如今，从笔记本电脑、移动电话到电动汽车、储能设备，锂离子电池几乎无处不在。随之而来的，则是废弃锂离子电池数量以惊人的速度增加。有研究预测，到2030年，全球报废的锂离子电池将达到1100万吨以上。而目前，美国废旧锂离子电池的回收率却不足5%。这一问题若不能得到有效解决，无论是对民众身体健康，还是对自然生态环境，都将造成不良影响。
此次，美能源部在阿贡国家实验室设立电池回收研发中心，意在开发具有成本效益优势的回收工艺，以尽可能多地从废旧锂离子电池中回收锂、钴等有价值材料。而启动锂离子电池回收奖项，旨在鼓励美国企业就废旧锂离子电池的收集、储存、运输以至最终的回收利用寻找创新的解决方案。能源部将为该奖项提供总计550万美元的奖励资金。
能源部希望，通过研发中心和回收奖两个项目，推动新技术开发，最终达到能从废旧电池中回收90%关键材料的目标，以减少美国在锂、钴等关键电池材料方面对外国的依赖。
锂电池简介：
锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世纪70年代时，M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。
锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，现在只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。
2018年10月，南开大学梁嘉杰、陈永胜教授课题组与江苏师范大学赖超课题组合作成功制备了石墨烯三维多孔载体，可实现电池超高速充电，有望大幅延长锂电池“寿命”
发展历史
自从2007年苹果公司发布智能手机，随后又推出平板电脑以来，全球便进入了智能化时代，对智能手机和平板电脑的强烈需求快速推动了数码锂电池的销量，其中以手机锂电池销量最大。
据《2013-2017年中国锂电池行业产销需求与投资预测分析报告》数据统计，2012年我国新能源汽车、电网储能、特种车、通信基站等领域的成品锂电池组市场规模为35亿元，比2011年的26亿元增长34.6%。其中新能源汽车的应用占比为57%。
2012年数码锂电池行业产品结构的快速调整，一方面使软包锂电池、圆柱锂电池的销量快速增加，并保持30%以上的增速，另一方面又使铝壳方形锂电池的市场规模迅速萎缩。整个数码锂电池行业正在经历深刻的变化，对投资者而言，能否在变革中把握市场趋势的变化决定了公司未来命运。
应用
随着二十世纪微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段[4]。
最早得以应用的是锂亚原电池，用于心脏起搏器中。由于锂亚电池的自放电率极低，放电电压十分平缓。使得起搏器植入人体长期使用成为可能。
锂锰电池一般有高于3.0伏的标称电压，更适合作集成电路电源，广泛用于计算机、计算器、手表中。
锂离子电池大量应用在手机、笔记本电脑、电动工具、电动车、路灯备用电源、航灯、家用小电器上，可以说是最大的应用群体。人民网－人民日报
