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新突破!中能国盛成功研发电动汽车“石墨烯”电池

2017-5-10 15:36| 发布者: 洋翰奥| 查看: 1029| 评论: 0

摘要:   新能源汽车是国家发展战略层面的新兴产业。而动力电池是新能源电动汽车的心脏,更是电力工业与汽车行业的关键结合点。而随着工业时代的发展,电池作为动力的来源,在世界市场上占领的份额越来越大,传统电池的这 ...

  新能源汽车是国家发展战略层面的新兴产业。而动力电池是新能源电动汽车的心脏,更是电力工业与汽车行业的关键结合点。而随着工业时代的发展,电池作为动力的来源,在世界市场上占领的份额越来越大,传统电池的这些问题也就成了其自身的“诟病”,亟待解决。技术和材料是主要攻破点,在意识到电池行业将是个庞大的市场后,数年来,一大批国内外企业和机构纷纷投入研究,都希望能找出一种完美的材料发展新型电池,突破使用局限。

  目前,做电动汽车(包括低速电动车、混动等)的电池种类可谓丰富多样,在电池的选择上,有着不同的标准。但据中能国盛专家分析认为市场对电池最关心的关键指标集中在五大方面:安全稳定性能、循环寿命、耐宽温性、充电速度和能量密度。

  就动力电池而言,目前,三元锂电池和磷酸铁锂电池以及钛酸锂电池在电动车领域都有应用。

  三元锂电池是指正极材料中,除了锂外,还有镍钴锰,或者镍钴铝三种金属。三元锂电池相对磷酸铁锂的价格要稍微高一些,但它具有能量密度高、循环寿命长、成本低、利于整车轻量化等优点。不过,三元热稳定性较差。相比三元电池,磷酸铁锂电池是指正极材料采用磷酸铁锂,负极材料采用石墨。这种电池由于安全性能稳定、高温性能好、重量轻等优势,越来越多的活跃在电动客车市场。但低温性能差,正极材料振实密度小等缺陷,在微型电池方面不具有优势。钛酸锂电池是指用钛酸锂代替石墨作为负极材料的锂离子电池,其正极材料可以是磷酸铁锂和三元锂等。钛酸锂电池也是锂电中寿命最长、安全最高的电池。钛酸锂电池的循环寿命长,能够实现万次以上的充放电循环,高于普通锂电池。而且钛酸锂快速充电性能非常好,其充电倍率大大超过了磷酸铁锂和三元锂电池但是钛酸锂电池能量密度低是其最大的缺点。

  而作为目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯被称为“黑金”,是“新材料之王”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪。”

  相比石墨烯,大家可能对石墨更熟悉,传统的干电池电芯正极、铅笔芯和润滑剂都用到了石墨。而石墨烯本质上则是分离出来的单原子层平面石墨,简单来说,石墨烯一层层叠起来就是石墨,厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过,留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。与传统电极材料相比,石墨烯有四大突出优势:其一,高比表面积有利于产生高能量密度;第二,超高导电性有利于保持高功率密度;第三,化学结构丰富有利于引入赝电容,提高能量密度;第四,特殊的电子结构有利于优化结构与性能关系。

  石墨烯电池取得了革命性成功的同时,中能东道集团有限公司控股企业中能国盛动力电池技术(北京)股份公司的专家团队,在石墨烯电池研究领域也取得了辉煌的研发成果。作为一家致力于新能源汽车动力电池研发、生产、销售于一体的高新技术企业--中能国盛,经过大量科学实验和技术创新优化,已成功研发和产业化的石墨烯基纳米硅碳三元锂动力电池,其快充可以做到30分钟充入90%以上电量,纯电动汽车充电一次,可超长续航,行车成本低于0.06元/公里。

  值得一提的是,有了动力电池的保障,大大提高了电动汽车的续航能力,在防鼓防燃上也比传统电池做得更好,并可在零下30度的低温环境中正常行驶,续航里程可达到常温的65%以上。成功扭转了蓄电池在过热或过冷的天气都会受到影响的尴尬局面,使电动汽车哪怕处于低温状态,都能充满电并顺畅使用。

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