最新电动汽车电池技术_最新电动汽车电池技术突破

最新电动汽车电池技术_最新电动汽车电池技术突破

       感谢大家在这个最新电动汽车电池技术问题集合中的积极参与。我将用专业的态度回答每个问题，并尽量给出具体的例子和实践经验，以帮助大家理解和应用相关概念。

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2.2021纯电动汽车有哪些技术突破？

3.新能源汽车动力电池的类型有哪些？分别有什么特点？

4.新能源车哪种动力电池才是它的未来？

5.新能源汽车用的什么电池

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       这里对2020上半年电动汽车动力电池市场情况进行梳理，以及对电池技术发展进行展望。

       上半年市场情况要点

       1.?电动汽车产量35.1万，同比下降42%，对应的动力电池需求（装机量）为17.8GWh，同比下降40%；而上半年动力电池产量约25GWh，大约有7.5GWh的库存；

       2.?另一个锂电大头，电动自行车产量1150万辆，假设50%采用锂电?(一辆车15Ah?x?48V?=?0.72kWh)，加上20%换电需求，需求总量约为5GWh。

       3.?锂电池正极材料产量16.4万吨，同比下降28%，其中三元7.1万吨（下降28%），磷酸铁锂4万吨（增加5%），钴酸锂2.9万吨（下降15%），锰酸锂2.4万吨（下降10%）；电解液（不宜库存）生产总量7.2万吨，同比下降18%。

       4.?上半年18GWh装机量中，乘用车占比75%。

       乘用车中，88%的装机用于纯电动汽车，而方形电芯为主导，占比达七成。

       其中，三元电池装机占比超过了84%，磷酸铁锂电池全部用于纯电动乘用车。

       电池新技术展望

       1.?磷酸铁锂电池，电芯能量密度200Wh/kg（国轩高科宣称），市场主流为140-180Wh/kg；电池包能量密度140Wh/kg（比亚迪刀片电池），市场主流120Wh/kg左右；电池包成本约0.5-0.6元/Wh。

       2.?三元锂离子电池，电芯能量密度300Wh/kg（力神宣称NCA），市场主流200-240Wh/kg；电池包能量密度250Wh/kg（宁德时代宣称），市场主流170Wh/kg左右；电池包成本约0.8-0.9元/wh。

       3.?电池技术发展，仅仅围绕消费者对于电动汽车的痛点在五个方面发力：提升能量密度，保证安全，成本降低，满足快充（3C），提升环境适应性（-40度到60度）。

       4.?提升能量密度一直都备受重视，目前创新工作集中在“材料”、“工艺”和“结构”三大方面，从以下五个要点进行详细论述：第一，正极材料

       1.?三元高镍，宁德时代NCM811，容量200左右，SKI推出了NCM9电池。

       2.?正极去钴，即镍酸锂LNO，克容量270左右，特斯拉添加5%Mg用于稳定结构，预计2023量产。

       3.?进一步去镍，即富锂锰材料，容量可以达到300mAh/g，个人预计2025年量产。

       第二，负极材料

       1.?最早采用人造石墨，添加碳纳米管、石墨烯（市面上宣传的所谓石墨烯电池）等，增加导电性，容量300-340mAh/g。

       2.?在石墨中添加10%左右的硅，松下在2017年已实现，克容量500-1000mAh/g。

       3.?最终目标采用无锂负极，只需铜箔集流体（锂直接来源于正极）。

       第三，电解质材料

       从常规电解质到多元高压电解质，到最终的全固态电解质。

       （来源：研究）

       全固态电解质有三种技术路线，聚合物，硫化物和氧化物，目前需要解决离子导电率和界面阻抗的两大难题。

       第四，工艺

       1.?采用超厚电极，特斯拉干法涂布技术，可将正极片单边厚度从100微米做到200微米左右，减少NMP溶剂的使用。

       2.?采用超薄的铝箔（小于10微米）和铜箔（小于6微米）的集流体，实现高导电率、高强度、高柔韧性和高结合力。

       3.?把隔膜减薄（3-10微米），增加穿透性，但同时兼顾耐穿刺、机械强度、隔离和耐热特性。

       4.?做大电芯和做长电芯（刀片电池），最终降低电芯内非活性材料。

       第五，结构

       1.?采用大模组（特斯拉，宁德时代“CTP”）或者真正无模组技术（比亚迪刀片电池）；

       2.?将“三电”融入底盘一体化设计，需要电池厂商深度参与车厂前期设计，对整车影响有待验证（特斯拉Model?3，宁德时代所谓“CTC”）

       (文：汽车人参考）

       本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

2021纯电动汽车有哪些技术突破？

       现在的新能源汽车有哪些电池分类

现在的新能源汽车有哪些电池分类

       新能源汽车现在成为汽车的主流趋势，路上的绿牌车也渐渐多了起来，在新能源汽车上面最重要的部件自然是电池，而现在主流的几种汽车电池你都知道吗？

1、燃料电池

       燃料电池（Fuel Cell）是一种非燃烧过程的电化学能转换装置。将氢气（等燃料）和氧气的化学能连续不断地转换为电能。

       其工作原理是 H2 在阳极催化剂作用下被氧化成 H+和 e-，H+通过质子交换膜达到正极，与 O2 在阴极反应生成水，e-通过外电路达到阴极，连续不断的反应就产生了电流。

       燃料电池虽然带有“电池”二字，却不是传统意义上的储能设备，而是一种发电设备，这是燃料电池与传统电池最大的区别。

2、锂电池

       传统的铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池本身技术比较成熟，但它们用在汽车上作为动力电池则存在较大的问题。目前，越来越多的汽车厂家选择采用锂电池作为新能源汽车的动力电池。

       锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。 锂电池材料构成主要有：正极材料、负极材料、隔膜、电解液。

3、三元锂电池

       优点：三元锂离子电池能量密度高、循环寿命长、不惧低温；缺点：高温下稳定不足。

       用途：续航里程有要求的纯电动汽车，其是主流方向，适合北方天气，低温时电池更加稳定。

新能源汽车动力电池的类型有哪些？分别有什么特点？

       在很多方面纯电动汽车技术都取得了突破：

       1、获评前沿技术的技术为：新能源汽车用超级铜线

       2、 基于AI算法的电池热失控云端预警技术

       3.、无线智能网格网络的电池管理系统

       4.、高转矩密度重载电动轮系统关键技术

       5、 高效质子交换膜电解制氢技术

       6、获评创新技术的所属企业与具体技术为：中国第一汽车集团有限公司的超高性能永磁同步电驱系统关键技术

       7、中国汽车技术研究中心有限公司的动力电池热失控热扩散测试技术

       8、 特斯拉公司的优化热源的电动汽车热泵技术

       9、宁德时代新能源科技股份有限公司的多功能复合集流体技术

       10、华为技术有限公司的大阵列高分辨毫米波雷达

       11、地平线公司的基于高效能AI芯片的车载智能交互解决方案

       12、蜂巢能源科技有限公司的动力电池正极材料无钴突破性技术

       13、特来电新能源股份有限公司的面向电动汽车超大规模接入的充电网技术

       14、上海氢晨新能源科技有限公司的重型商用车大功率金属极板燃料电池电堆技术

       “全球新能源汽车前沿及创新技术”是首个面向全球新能源汽车技术领域的评选，评选工作由28位国内外在新能源汽车整车、关键零部件及材料等科技创新领域有重要建树、学术上有较深造诣的科学家及知名专家组成的世界新能源汽车大会科技委员会具体负责。该评选是世界新能源汽车大会的重要同期活动，旨在准确把握全球新能源汽车在前沿技术研究及创新技术应用方面的最新进展，促进国内外关键技术的合作与交流，引导新能源汽车核心技术的加速突破。评选结果在每年的世界新能源汽车大会上向全球发布，此前2019年、2020年连续两年举办，受到了行业内外的高度关注。

新能源车哪种动力电池才是它的未来？

       新能源汽车动力电池的类型如下：

一、锂离子电池

       这种电池的物理和化学特性主要是高能量密度和高电压，广泛应用于各个行业并逐渐增加产量。电池分为聚合物电解质和液体电解质。与其他电池相比，这种电池能量更高、重量更轻、污染更少，使用寿命更长，锂离子电池有很大的发展空间。理想情况下，这种电池是环保的。因此，锂离子电池在新能源汽车制造领域发挥着非常重要的作用。

二、铅酸电池

       铅酸电池是一种较老的电池技术。人们一直认为铅酸电池技术相对落后，性能低下，对环境污染影响大，能耗低。由于铅酸电池寿命短，更换频繁，普遍认为铅酸电池是其他电池无法比拟的，应随着电池技术的快速发展逐步淘汰。然而，事实上，他们在电池市场的份额比人们想象的要大得多。铅酸电池也有一些优点。例如，铅酸电池可以回收，其原材料更便宜。因此，铅酸电池在市场上仍然非常受欢迎，仍然被广泛使用，并占据相对较高的市场份额。

三、镍氢电池

       镍氢电池是动力电池中的碱性电池，使用寿命长，放电性能高。与其他电池相比，镍氢电池的记忆效应相对较小，但体积较大，能量相对较高。大多数用于电动工具。目前，随着前述锂离子电池的快速发展，金属氢化物镍电池已经严重落后，厂商如果不继续使用金属氢化物镍电池，已经逐渐失去市场。这种类型的电池正逐渐被市场淘汰。

四、燃料电池

       燃料电池的定义与传统电池略有不同。电池本身使用储存的燃料发电，而不是充电和放电。这是一个比较完整的发电系统。目前，使用乙醇、氢气和甲醇等燃料。燃料电池和前述的锂离子电池的相似之处在于，它是一种零污染电池，具有低污染和小排量的某些优点。优质能源也得到了其他国家的关注和支持。目前我国动力电池研发相对落后，电池技术不够先进。此外，电池技术难度大，成本高，研究人员对燃料电池研发热情不高，因此，与其他国家相比，中国燃料电池仍处于发展阶段，但近年来有改善的趋势。国家也在关注。我们相信可以逐步缩短与其他国家的差距，提高新能源汽车动力电池的稳定性。

新能源汽车用的什么电池

       新能源车哪种动力电池才是它的未来？

       新能源汽车的续航里程与动力电池的存电量有着直接联系，想要在有限的电池体积重中提升电池电量，最有效的办法就是采用新的电池技术使电池的能量密度更高。

       各类动力电池技术路线之争一直是业内热议的话题，目前市场上出现了不少固态锂电池领域的新电池技术，到底谁才是新能源汽车的未来呢？下面来简单聊聊未来的新能源电池技术。

       锂硫电池

       锂硫电池是锂电池的一种，它以硫元素作为电池正极，金属锂作为负极，其电池能量较高。英国 OXIS 能源公司已经成功研发出能量密度达到了 425Wh/kg 的锂硫电池，这远远高于商业上广泛应用的钴酸锂电池的容量，到明年有望将能量密度提高到500Wh/kg。

       硫锂电池中采用的硫是一种对环境友好的元素，对环境基本没有污染，是一种非常有前景的锂电池。一旦在新能源车中广泛应用，可以让电池毫不逊色于油箱，也可以让电动车减少对电网的依赖。

       不过，和铝空气电池一样，锂硫电池技术也充满着不确定性。搭载到纯电车上，还需要解决循环寿命、功率输出、充电时间等方面。如果这些问题都能解决让它大面积推广使用，这无疑是一件好事。

       固态电解质电池

       锂电安全一直都是行业关心的问题，就连号称BMS做到全球最好的特斯拉，2017年仅国内就有两辆Model S发生严重起火事件。因为锂离子电池通常采用有机溶剂作为电解液，这类有机溶剂极易燃烧，电池一旦由于内短路产生高温或者火花，电解液将在瞬间被点燃并导致整个电池发生爆炸。如果将易燃的液态电解液，变成固态电解质，那就可以降低因为易燃而导致的安全风险。

       目前日本丰田汽车公司在固态电解质电池技术上已经取得了重大进步，其能量密度有望是现有锂离子电池的2～5倍，它可以解决目前锂离子电池所面临的绝大多数问题，让电池的寿命、安全性以及成本之间实现最佳平衡。丰田方表示,目前公司已经在这种电池的生产工程方面取得了重大进步，并且有望最早在2020年将这种新技术运用到电动汽车上。

       无机材料固态电池

       宝马也正式与电池技术公司Solid Power建立新的合作伙伴关系，双方将联手开发电动汽车专用的固态电池技术，目前已开发出了一种由无机材料制成的电池，这种电池技术将会带来很大改变，例如更轻、碰撞起火风险更低，同时电池容量也将有15%-20%的提高。

       然而，有消息显示这款无机材料固态电池在测试中暴露出了长期使用可靠性不佳的问题，因而以目前的状态还无法进行量产，预计未来正式量产需要等到2026年才能实现。

       国内电池技术前景

       目前国内动力电池技术进展达到了300Wh/kg，北汽新能源EV200达到了400Wh/kg。可以说国内外技术研发基本处于同一水平，但安全性研究尚待加强。国内电池产业链上的企业也先后参与其中，如宁德时代、比亚迪、比克电池、沃特玛、中天科技等均有在固态锂电池领域的布局。

       拿宁德时代来说，它主要以软包电池为主，不是方形电池，电池循环寿命在1000次左右，能量密度达到304 Wh/kg，其300 Wh/kg的单体大概能做出200-210 Wh/kg的电池PACK系统，安全性指标也全部通过国家要求。

       到 2025年、2030年，我国动力电池单体能量密度分别需达到400Wh/kg、500Wh/kg，国家补贴政策不断会为提高能量密度推波助澜。

       总结

       不难看出，寻求新的电池技术来提高能量密度是各大新能源车企的课题。目前，包括特斯拉、比亚迪以及一些新晋的新势力电动车企，都在电池技术方面投入重金研发，可能上面谈到的一些目前无法解决的问题，待到技术成熟之时都会迎刃而解，这需要时间。

       新能源汽车电池有五种，这五种电池分别是：钴酸锂电池，磷酸铁锂电池，镍氢电池，三元锂电池，石墨烯电池。铅酸电池成本低，低温性能好，性价比高。能量密度低，寿命短，体积大，安全性差。镍电池具有成本低、技术成熟、寿命长、耐用性好等优点。

新能源汽车用的什么电池

       1、铅酸电池：

       纯电动汽车最早使用的是铅酸电池，铅及其氧化物制成作为电极材料，硫酸溶液作为电解液，这是现在大部分电瓶车的动力源，低成本是其最大的优势。但它有两大缺点;一是比能量低，所占的质量和体积太大，且一次充电行驶里程较短;另一个是使用寿命短，使用成本过高。

       2、镍氢电池：

       镍氢电池是二十世纪九十年代发展起来的一种新型绿色电池，具有高能量、长寿命、无污染等特点。镍氢电池相比铅酸电池有不小的提升，并且电解液不可燃、安全性有保障，制造工艺成熟。但是镍氢电池充电效率一般、无法使用高压快充，因此从锂电池广泛引用之后，镍氢电池在汽车上也有被完全取代的趋势。

       3、锂电池：

       锂电池正是现阶段新能源车的主流选择，锂的化合物(锰酸锂，磷酸铁锂等)作为电极材料，石墨作为负极材料，其优势在于重量轻、储能大、无污染、无记忆效应、使用寿命长。

       4、氢燃料电池：

       氢气是非常理想的清洁能源。特点是无污染，无噪音，高效率，就氢气本身来说，燃烧可以释放大量的能量、低温表现上佳，最重要的加氢的效率高，加氢只需5分钟就能行驶超过600公里。并且这个数据还有提升的空间，以上这些都要远远优于现有的锂电池。

       5、石墨烯电池：优势：这种新能源电池可把数小时的充电时间压缩至不到一分钟。

新能源汽车五种电池的优缺点

       1、钴酸锂电池：优势：生产技术成熟，能量比高，能量比大约是磷酸铁锂电池的两倍。劣势：高温状态下，稳定性相比镍钴锰酸锂电池、磷酸铁锂电池稍差。

       2、磷酸铁锂电池：优势：稳定性是目前车用锂电池中最好的。劣势：能量密度较三元锂电池、钴酸锂电池仍有不小的差距。还有就是当温度低于零下5度的时候，充电效率有所降低。以及在温度过低的情况下，会影响电池的电容。

       磷酸铁锂电池应用的车型，不适合在北方行驶，尤其是东北等极寒地带，因为那里冬天的温度实在是太低了，会影响磷酸铁锂电池的使用寿命。

       3、镍氢电池：优势：电池能量储备大，重量更轻，使用寿命更长，并且对环境无污染。劣势：制造成本太高，性能方面比锂电池差。

       4、三元锂电池：优势：相对于钴酸锂电池，三元锂电池安全性更高。更适合未来新能源汽车电池的发展趋势，适合北方天气，低温时电池更加稳定。劣势：电压太低，能量密度介于磷酸铁锂电池和钴酸锂电池之间。

       5、石墨烯电池：优势：这种新能源电池可把数小时的充电时间压缩至不到一分钟。

       由于锂电池内添加了石墨烯，可以帮助锂电池降低产能时的热量，达到减少能量损失的目的，避免了大量能量被浪费，减少了热量对电池的损害，提高了电池的使用寿命。

       劣势：成本太过昂贵，目前无法大规模应用。

       好了，关于“最新电动汽车电池技术”的话题就讲到这里了。希望大家能够通过我的讲解对“最新电动汽车电池技术”有更全面、深入的了解，并且能够在今后的工作中更好地运用所学知识。