钜大LARGE | 点击量：867次 | 2019年02月26日
这些黑科技，能让动力电池上天
我们知道
纯电动汽车的三大核心部件：
电机、电池、电控
这其中最核心的就是动力电池了
成本几乎占到整车的一半以上
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%
没有它，再好的电动汽车也得趴窝！
哪家车企掌握了电池技术
才会在市场中掌握最合心的竞争力！
高镍三元是主流
目前，市场上以锂离子动力电池为主要发展方向，命名的时主要是根据电池正极使用的材料来对电池进行命名的。它种类有很多，比如：钛酸锂电池、磷酸铁锂电池、钴酸锂电池、锰酸锂电池、三元锂电池等，这些锂离子电池都是使用锂金属或含锂的金属合金作正极、碳棒石墨等材料作负极，具有类似的结构和工作原理。
从最初以磷酸铁锂电池为主流，到2015年三元锂电池后来居上，再到今年上半年三元锂电池取代磷酸铁锂电池成为主流电池，目前国内三元锂电池体系均为镍钴锰酸锂(NCM)。镍在其中起到提高材料能量密度的作用，根据三种过渡金属离子占比不同，分为低镍的NCM424、NCM333、NCM523和高镍的NCM622、NCM811等材料。其产业化进程主要是从低镍的333、523等向高镍的622、811方向发展，宁德时代、比亚迪、松下电池、三星SDI、LG、SKI等也纷纷布局量产高镍三元电池。
数据显示，我国动力电池2018年1-9月累计产量达46.0GWh，三元锂电池累计生产24.9GWh，占总产量的比重为54.1%；磷酸铁锂电池累计生产20.4GWh，占总产量的比重为44.4%。
不过，随着随着补贴退坡，政策对动力电池能量密度标准的提高、以及市场对电动汽车安全及续航等方面问题的不满、成本偏高、日韩电池企业逐步入华参与竞争等因素的不断加深，国内电池企业压力倍增，寻求技术突破，刻不容缓！
固态电池被看重
全固态锂电池，是一种使用固体电极材料和固体电解质材料，不含有任何液体的锂电池。在目前各种新型电池体系中，固态电池采用全新固态电解质取代当前有机电解液和隔膜，具有高安全性、高体积能量密度，同时与不同新型高比能电极体系(如锂硫体系、金属-空气体系等)具有广泛适配性，可进一步提升质量能量密度，从而有望成为下一代动力电池的终极解决方案，引起日本、美国、德国等众多研究机构、初创公司和部分车企的广泛关注。
国内不少科研院所、企业已开始布局固态电池领域。比如中科院宁波材料所跟赣锋锂业合作，正在推进其产业化。可喜的是，江苏清陶（昆山）能源发展有限公司（以下简称“清陶发展”）已于今年11月建成并投产全国首条固态锂电池产线，可日产1万只固态电池，年产能达到100兆瓦时。目前，清陶能源已经开发出单体能量密度达到430Wh／kg的高能量密度全固态电池，在量产阶段可达到300Wh／kg以上，可达到2020年国家要求的300Wh／kg的标准。
但目前固态电池基本都处于初始研究阶段，想要在新能源汽车上全面应用，还有很长的路要走。中科院院士欧阳明高曾表示，预计全固态锂电池会在2025-2030年之间取得突破。
动力电池黑科技
可别想着国内外电池企业们会老老实实一头扎进锂离子动力电池不能自拔，对于他们的话讲，鸡蛋千万别放在同一个篮子里。吃着碗里的，他们永远能同时盯着好几口大锅。因此，黑科技动力电池层出不穷。
石墨烯电池
世界上的首款石墨烯聚合材料电池由西班牙Graphenano公司和科尔瓦多大学合作研发，其中Graphenano公司也是世界上第一家以工业规模生产石墨烯的公司。目前常见的三元锂电池能量密度在180-200mAh/g，而石墨烯聚合材料电池的能量密度则可以超过600mAh/g，同等重量的电池续航里程是原来的3倍。
同位素电池
它实际上跟核反应（核聚变、核裂变）无关，它是利用放射性同位素的衰变来产生能量的。其最大的特点是寿命长，可达十多年甚至上百年，在这期间，同位素核电池不需要充电，就可以持续地释放电能。
双极电池
类似燃料电池，由串联连接的堆叠电极组成，只是电极是双极的，即电池的阴极和阳极的活性材料应用于一个公共的电极载体上。戴姆勒主导研发的此类电池可让电动汽车的最高续航里程达1000公里，可以有效地解决目前的三元锂电池供应续航能力不足的问题。
钠离子电池
南京理工大学夏晖教授与中外团队合作，首创结构设计和调控方法，在锰基正极材料研究方面取得重要进展，使低成本钠离子电池有望取代锂离子电池。这种正极材料制成的电极比容量达到211.9毫安时每克，而目前市面上流通的锂电池正极材料比容量约为140毫安时每克。充放电过程中，这种正极材料结构稳定无相变，体积变化仅为2%，循环充放电1000次后，比容量保持率高达94.6%，而电池行业一般的比容量保持率标准约为80%。
氟离子电池
本田研究院的科学家联合加州理工学院和美国国家特种航天局喷气推进实验室的研究人员宣布，他们已经开发出一种温度更稳定的氟离子电池技术。这一突破将使电池不仅比现在的锂离子电池高能量10倍，而且对环境更有利。
铝空气电池
以色列公司Phinergy正在开发一种铝空气电池，电池中的铝板从空气中吸收氧气，与水发生化学反应，生成氧化铝，并释放能量。该电池在工作时只消耗铝和少量的水，铝可以回收循环使用，不污染环境。100公斤重的铝空气电池在理论上可以为电动汽车储存能行驶3000公里的电量。
以上种种，只是列举了最新公布的动力电池研究技术，大都只是停留在理论或者实验室阶段，距离商业化量产还有很长的路要走。
氢燃料电池也抢得一席之地
2018年我国新能源补贴政策，已将氢燃料电池列为补贴对象，把氢燃料电池与固体电池两条腿作为未来动力电池技术储备，所以在政策导向下，氢燃料电池行业的布局已在国内相关企业展开。中、法、英、美、德、日，宇通、丰田、福特、大众、雪铁龙、长城汽车、中化能源等众多国家、企业纷纷布局氢燃料电池产业，不过氢燃料电池本身具有过高的成本，也存在一定的安全性问题，且氢燃料电池的催化剂用的是铂金，此种资源本来就很少，大量商业化也存在不小的瓶颈。
未来几十年，燃油车终将推出历史舞台，发展新能源汽车乃大势所趋。各种技术路线方向纷繁多样，未来走势如何，百花齐放，各展所长，市场选择，产品说话！
下一篇：氢燃料电池汽车产业的发展报告
