1、電池單體
電(dian)池單(dan)體(ti)是直(zhi)接(jie)將(jiang)化學能(neng)轉化為電(dian)能(neng)的基本單(dan)元(yuan)裝置,包括(kuo)電(dian)極、隔膜、電(dian)解質(zhi)、外(wai)殼(ke)和端子,并(bing)被(bei)設計成(cheng)可充(chong)電(dian)。
2、電池模組
電池模組(zu)(zu)將一(yi)個以上電池單(dan)體按照串(chuan)聯、并(bing)(bing)聯或串(chuan)并(bing)(bing)聯方式組(zu)(zu)合,且只(zhi)有(you)一(yi)對正負極輸出端子,并(bing)(bing)作為電源使用的(de)組(zu)(zu)合體
3、電池單元
電池單(dan)元由數十個電池單(dan)體或電池模組串聯在(zai)起(qi),構成(cheng)(cheng)一(yi)個電池單(dan)元。由數個電池單(dan)元串聯在(zai)一(yi)起(qi),構成(cheng)(cheng)動力電池總成(cheng)(cheng)。
4、CSC采集系統
每一個(ge)電(dian)(dian)池單(dan)元有多個(ge)CSC采集系統,以(yi)監(jian)測其中每個(ge)電(dian)(dian)池單(dan)體或電(dian)(dian)池組(zu)單(dan)體電(dian)(dian)壓、溫(wen)度信(xin)息。
CSC采集系統將相關信息上報電池控制單(dan)元(BMU)并(bing)根據BMU的指令執行單(dan)體電壓均(jun)衡(heng)。
5、電池控(kong)制單(dan)元
安裝于動(dong)(dong)力電(dian)池總(zong)成內部(bu),是電(dian)池管理系統核心部(bu)件。電(dian)池控制(zhi)單(dan)元(BMU)將單(dan)體(ti)電(dian)壓、電(dian)流、溫度及整車高壓絕(jue)緣等信息(xi)上報整車控制(zhi)器(VCU)并根(gen)據∨CU的指令(ling)完(wan)成對動(dong)(dong)力電(dian)池的控制(zhi)。
6、電池高壓分配單元
安裝(zhuang)在(zai)動(dong)力電(dian)池總成的正負極輸出端,由高(gao)壓正極繼(ji)電(dian)器、高(gao)壓負極繼(ji)電(dian)器、預(yu)充繼(ji)電(dian)器、電(dian)流(liu)傳(chuan)感器和預(yu)充電(dian)阻等組成。
7、維修開關
位(wei)于動力電池總成(cheng)中間表面位(wei)置,打開(kai)(kai)駕(jia)駛室內(nei)副儀表手(shou)套(tao)箱開(kai)(kai)關(guan),可操作維(wei)修開(kai)(kai)關(guan)。在高(gao)壓(ya)零部件檢查和維(wei)護前斷開(kai)(kai)維(wei)修開(kai)(kai)關(guan)可以(yi)確保切斷高(gao)壓(ya)。
1、汽車和摩托(tuo)車行業
主要是為發動機的起動點(dian)火和車載電(dian)子設備(bei)的使用提供電(dian)能。
2、工業電(dian)力系統
用(yong)(yong)于輸變電站、為動力機組提供合(he)閘(zha)電流,為公共(gong)設(she)施(shi)提供備用(yong)(yong)電源以及通訊用(yong)(yong)電源。
3、電(dian)動汽(qi)車和電(dian)動自行車行業(ye)
取代汽油和柴(chai)油,作為電動(dong)汽車(che)或電動(dong)自行車(che)的行駛動(dong)力電源。
4、軍事(shi)領(ling)域
由于高(gao)(gao)(gao)科(ke)技在軍(jun)事上的(de)(de)廣泛應用,現代(dai)戰爭已(yi)成為以(yi)數字化、信息化武器為主的(de)(de)高(gao)(gao)(gao)科(ke)技戰爭。這(zhe)種戰爭模(mo)式使得(de)高(gao)(gao)(gao)效(xiao)、高(gao)(gao)(gao)比能量密(mi)度和(he)(he)可快速充填燃(ran)料的(de)(de)軍(jun)用能源(yuan)成為現代(dai)戰場上的(de)(de)迫切需要。當今世界各(ge)國對(dui)高(gao)(gao)(gao)能動(dong)力(li)電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)技術開發一直(zhi)在緊張進行,如新型鉛酸電(dian)(dian)池(chi)、鋰離子電(dian)(dian)池(chi)和(he)(he)燃(ran)料電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)使用。
鉛酸蓄電池
鎳(nie)鎘蓄電池
鎳氫蓄電(dian)池(chi)
鐵鎳蓄電池
鈉氯(lv)化鎳蓄電(dian)池(chi)
銀鋅蓄(xu)電池
鈉硫蓄電池(chi)
鋰(li)蓄電(dian)池
空氣(qi)蓄電(dian)池
燃料(liao)電池(chi)
太(tai)陽能蓄電池(chi)
超容(rong)量電容(rong)器
飛(fei)輪電池
鈉硫(liu)電池
1、動(dong)力電池電壓(ya)
動力電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)分為端(duan)(duan)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)、開路電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)、額(e)定電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)、充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)終止電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)和放電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)終止電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)。動力電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)正(zheng)極和負(fu)(fu)極之間的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)差(cha)即為端(duan)(duan)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya),在(zai)沒有負(fu)(fu)載(zai)情況下(xia)的(de)(de)端(duan)(duan)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)叫開路電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya),電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)在(zai)工作時輸出(chu)的(de)(de)標準電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)即為額(e)定電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya),電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)時的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)極限值就是(shi)充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)終止電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya),放電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)時的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)極限值是(shi)放電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)終止電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)。
2、動(dong)力電池容量
容量(liang)(liang)(liang)是指電(dian)(dian)池在一定(ding)放電(dian)(dian)條件下(xia)所能(neng)放出的電(dian)(dian)量(liang)(liang)(liang),用符號C表(biao)示,單位(wei)常用為A?h或mA?h,等于放電(dian)(dian)電(dian)(dian)流與(yu)放電(dian)(dian)時(shi)間的乘積。容量(liang)(liang)(liang)可以分為理論(lun)容量(liang)(liang)(liang)、標稱容量(liang)(liang)(liang)與(yu)額定(ding)容量(liang)(liang)(liang)。
3、動力電池能量(liang)和能量(liang)密度(du)
電(dian)池(chi)的(de)能量是(shi)指在(zai)一(yi)定放(fang)電(dian)制度下,電(dian)池(chi)所能輸出的(de)電(dian)能,單位(wei)為Wh或(huo)kWh,它(ta)影(ying)響電(dian)動汽車的(de)行駛距離。
能(neng)量(liang)(liang)密度是(shi)指單位(wei)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)或單位(wei)體積(ji)的(de)(de)電池所能(neng)輸出的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang),相應(ying)的(de)(de)也被稱為質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)比能(neng)量(liang)(liang)或體積(ji)比能(neng)量(liang)(liang)。在電動汽車應(ying)用方面(mian),電池的(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)比能(neng)量(liang)(liang)影(ying)響(xiang)電動汽車的(de)(de)整(zheng)車質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)和續駛里程(cheng),而體積(ji)比能(neng)量(liang)(liang)影(ying)響(xiang)到電池的(de)(de)布置空(kong)間。
4、動力電(dian)池功率(lv)與(yu)功率(lv)密度
功(gong)率是指(zhi)在一定的(de)(de)放(fang)電(dian)制度下,單(dan)位(wei)時間內電(dian)池輸出的(de)(de)能量,單(dan)位(wei)為W或kW。
功率密度又稱比功率,是(shi)單位質量或單位體積電池(chi)輸出的(de)功率,比功率是(shi)評價電池(chi)及電池(chi)包(bao)是(shi)否滿足電動汽車(che)加速和爬坡(po)能力的(de)重要指標(biao)。
1、超長壽命
長(chang)壽(shou)命(ming)鉛酸(suan)(suan)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的循(xun)環(huan)壽(shou)命(ming)在(zai)300次(ci)(ci)(ci)左(zuo)右(you),最(zui)高也就(jiu)500次(ci)(ci)(ci),而目前生產的磷酸(suan)(suan)鐵鋰(li)動(dong)力(li)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi),最(zui)好(hao)的電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)循(xun)環(huan)壽(shou)命(ming)可達(da)到(dao)(dao)2000次(ci)(ci)(ci)以上,標準充電(dian)(dian)(dian)(5小時率)使(shi)用,可達(da)到(dao)(dao)2000次(ci)(ci)(ci)。同質(zhi)量的鉛酸(suan)(suan)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)是(shi)“新半年、舊半年、維護維護又(you)半年”,最(zui)多也就(jiu)1~1.5年時間,而磷酸(suan)(suan)鐵鋰(li)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)在(zai)同樣條件下使(shi)用,將(jiang)達(da)到(dao)(dao)7-8年。綜合考慮(lv),性能價格(ge)比將(jiang)為鉛酸(suan)(suan)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的4倍以上。
2、使(shi)用安(an)全
磷酸鐵(tie)鋰(li)完全解決了鈷酸鋰(li)和(he)(he)錳(meng)酸鋰(li)的(de)安全隱患(huan)問(wen)題,鈷酸鋰(li)和(he)(he)錳(meng)酸鋰(li)在強烈的(de)碰撞下(xia)會(hui)產(chan)生爆(bao)炸(zha)(zha)對消費者的(de)生命安全構成(cheng)威脅,而(er)磷酸鐵(tie)鋰(li)以經過嚴格(ge)的(de)安全測(ce)試即使在最惡劣的(de)交(jiao)通事(shi)故中也不會(hui)產(chan)生爆(bao)炸(zha)(zha)。
3、可大電(dian)(dian)流(liu)2C快速充放電(dian)(dian)
在專用充電(dian)(dian)(dian)器下,1.5C充電(dian)(dian)(dian)40分鐘內即可使電(dian)(dian)(dian)池(chi)充滿,起動電(dian)(dian)(dian)流可達(da)2C,而(er)鉛酸電(dian)(dian)(dian)池(chi)現在無(wu)此性能。
4、耐高溫
磷(lin)酸鐵鋰電熱峰值可達350℃~500℃而(er)錳酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右。
5、大容量
動(dong)(dong)力(li)電(dian)池(chi)(chi)相比(bi)傳統的汽(qi)(qi)車電(dian)池(chi)(chi)容量要(yao)大許多,一般(ban)的動(dong)(dong)力(li)電(dian)池(chi)(chi)都至少能帶動(dong)(dong)汽(qi)(qi)車跑150km以上,好(hao)的動(dong)(dong)力(li)電(dian)池(chi)(chi)則可以達到(dao)300km以上。
6、無記憶(yi)效應
傳統的鎳鎘電池具有記(ji)憶效應,因此(ci)容(rong)易導致電池容(rong)量降低(di)。動力電池則無需擔心,可以隨用隨充。
7、體積小、重量(liang)輕
動力電池由于(yu)采(cai)取了新技術(shu),相比傳統又沉又大(da)的電池來說,體積(ji)更(geng)小,重量更(geng)輕。
1、性(xing)質(zhi)不同
動力電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)是(shi)指為(wei)(wei)(wei)交(jiao)通運輸工具(ju)提供(gong)動力的電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi),一(yi)般是(shi)相對于為(wei)(wei)(wei)便(bian)攜式電(dian)(dian)(dian)子(zi)設備(bei)提供(gong)能量(liang)的小(xiao)型電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)而言;而普通電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)是(shi)一(yi)種以鋰金屬或鋰合金為(wei)(wei)(wei)負極材料(liao),使用非水電(dian)(dian)(dian)解質溶液(ye)的一(yi)次(ci)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi),與可充電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)鋰離子(zi)跟鋰離子(zi)聚合物電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)是(shi)不一(yi)樣。
2、電池容量不同(tong)
在(zai)都是新電(dian)池(chi)的情況下,用放電(dian)儀測(ce)試電(dian)池(chi)容量,一(yi)般動力電(dian)池(chi)的容量在(zai)1000-1500mAh左右;而普通電(dian)池(chi)的容量在(zai)2000mAh以上,有的能到3400mAh。
3、放(fang)電功率不同
一顆(ke)4200mAh的動力電(dian)池(chi)(chi)(chi)可以在短(duan)短(duan)幾分鐘內將電(dian)量(liang)放(fang)光,但是普通(tong)電(dian)池(chi)(chi)(chi)完全做不到,因(yin)此普通(tong)電(dian)池(chi)(chi)(chi)的放(fang)電(dian)能力完全無法與(yu)動力電(dian)池(chi)(chi)(chi)相(xiang)比。動力電(dian)池(chi)(chi)(chi)與(yu)普通(tong)電(dian)池(chi)(chi)(chi)最大的差別,在于其放(fang)電(dian)功率(lv)大,比能量(liang)高。由于動力型電(dian)池(chi)(chi)(chi)主要用途為車用能源(yuan)供給,所(suo)以相(xiang)較于普通(tong)電(dian)池(chi)(chi)(chi)要有更(geng)高的放(fang)電(dian)功率(lv)。
4、應用不同(tong)
為(wei)電(dian)動(dong)(dong)汽車提供驅動(dong)(dong)動(dong)(dong)力(li)的(de)電(dian)池(chi)被稱為(wei)動(dong)(dong)力(li)電(dian)池(chi),包(bao)括傳統的(de)鉛酸電(dian)池(chi)、鎳氫(qing)電(dian)池(chi)以(yi)及新興的(de)鋰離子動(dong)(dong)力(li)電(dian)鋰電(dian)池(chi),分為(wei)功率型動(dong)(dong)力(li)電(dian)池(chi)(混(hun)合(he)動(dong)(dong)力(li)汽車)以(yi)及能量型動(dong)(dong)力(li)電(dian)池(chi)(純電(dian)動(dong)(dong)汽車);手機、筆記本電(dian)腦等消費電(dian)子產品使用的(de)鋰電(dian)池(chi)一般(ban)統稱為(wei)鋰電(dian)池(chi),以(yi)區(qu)別于電(dian)動(dong)(dong)汽車用的(de)動(dong)(dong)力(li)電(dian)池(chi)。
固態鋰電池(聚(ju)合物固態電池)研發(fa)應用現狀
法(fa)國Bollore:全固(gu)態二次電(dian)池(LMP),負極材料采用金屬鋰,電(dian)解質采用聚合物(PEO 等)薄膜,目前已(yi)經批量(liang)應(ying)用在法(fa)國的 EV,共享服(fu)務汽車(che)“Autolib”和小型電(dian)動巴士“Bluelus,總體應(ying)用超(chao)過3000 輛(liang)。
美國Seeo:全(quan)固體二(er)次電池采(cai)用大創公司的(de)干聚合物薄膜,提(ti)供的(de)樣品電池組能(neng)量(liang)密度(du)為(wei) 130-150Wh/kg,2017 年能(neng)量(liang)密度(du)能(neng)達到300Wh/kg,尚未推廣應用。
CATL:目(mu)前已(yi)經設計制造出了容量為 325 mAh的(de)聚合(he)物電芯,表現出較好的(de)高溫循環性(xing)能(neng),尚未推廣應用。
中科院青(qing)島能(neng)源所:開(kai)發(fa)的大容(rong)量固態聚合(he)物鋰電池(chi)“青(qing)能(neng) I 號”完成深海科考(kao),其能(neng)量密度(du)超過 250 Wh/kg,500次循環容(rong)量保持 80%以(yi)上,在多次針刺和擠壓等苛刻測試條(tiao)件下(xia)保持非常好的安(an)全(quan)性能(neng)。“青(qing)能(neng) II號”也(ye)已經研發(fa)成功,能(neng)量密度(du)高達(da) 300 Wh/kg,尚未推廣應用。
此外,固(gu)(gu)態(tai)鋰電(dian)(dian)池(chi)中(zhong),硫化(hua)物固(gu)(gu)態(tai)電(dian)(dian)池(chi)(鋰硫電(dian)(dian)池(chi))由(you)于具有(you)較高的(de)能量密(mi)度(du)(du)和低(di)廉(lian)的(de)成本,有(you)著巨(ju)大的(de)開發(fa)潛力,豐田(tian)(tian)(tian)、三星、CATL、豐田(tian)(tian)(tian)等國內外企業(ye)均紛紛加速布局,這其(qi)中(zhong)以(yi)豐田(tian)(tian)(tian)技術最(zui)為領先。豐田(tian)(tian)(tian)在2010年就推出硫化(hua)物固(gu)(gu)態(tai)電(dian)(dian)池(chi),2014年其(qi)實驗原(yuan)型能量密(mi)度(du)(du)達到(dao)(dao)400Wh/kg,截(jie)止(zhi)到(dao)(dao)2017年初,豐田(tian)(tian)(tian)固(gu)(gu)態(tai)電(dian)(dian)池(chi)專利數(shu)量達到(dao)(dao)30件(jian),遠高于其(qi)它企業(ye)。據豐田(tian)(tian)(tian)高管(guan)透露,豐田(tian)(tian)(tian)或將在2020年實現硫化(hua)物固(gu)(gu)態(tai)電(dian)(dian)池(chi)的(de)產業(ye)化(hua)。國內企業(ye)CATL在硫化(hua)物固(gu)(gu)態(tai)電(dian)(dian)池(chi)方(fang)面相對領先,正加速開發(fa)純電(dian)(dian)動汽車用的(de)硫化(hua)物全固(gu)(gu)態(tai)鋰金屬電(dian)(dian)池(chi)。
固態鋰電池(硫化物(wu)固態電池)研(yan)發現狀
豐(feng)田(tian):2010年開始(shi)推出(chu)固態電池,2014年其實驗(yan)原型能量密度達到400Wh/kg。
三(san)星日(ri)本研究所(suo):利用硫化(hua)物類固體(ti)電解質試制出2000mAh、175Wh/kg的壓層型全固態二(er)次(ci)電池。
Sakti3(美國(guo)):2015年(nian)獲得(de)英國(guo)家電巨(ju)頭戴森1500萬美元的(de)投(tou)資,其開(kai)發的(de)固態電池以(yi)陶瓷等為電解(jie)質,金屬鋰或鋰類合(he)金為負極,能量(liang)密度達(da)到1000Wh/L,目前仍處于研發階段。
清陶能源:公司核心在于高固含量的(de)全陶瓷隔膜和(he)無機(ji)固體電解質的(de)開(kai)發和(he)生產。目前團隊已經和(he)北(bei)汽開(kai)展合(he)作進行中(zhong)試,未來可能作為北(bei)汽電動車(che)的(de)重要組件。
CATL:主要研發方向是硫化(hua)物(wu)電解質(zhi),采用正極包覆方法,解決了界(jie)面反應問題,熱壓方式(shi)降低了界(jie)面電阻。