Тенденции развития аккумуляторных батарей для транспортных средств на новой энергии
Благодаря активному продвижению крупных проектов по созданию новых энергетических транспортных средств в «Одиннадцатом пятилетнем плане» моя страна постепенно установила общую линию «трех вертикалей и трех горизонталей» для разработки новых энергетических транспортных средств. Среди них «три вертикали» относятся к гибридным транспортным средствам,Тенденцииразвитияаккумуляторныхбатарейдлятранспортныхсредствнановойэнергии чистым электромобилям и автомобилям на топливных элементах, а «три горизонтали» относятся к многоэнергетическим системам управления силовыми агрегатами, двигателям и их системам управления, а также батареям и их системам управления. Предложение «трех вертикалей и трех горизонталей» обеспечивает четкий путь развития новых энергетических транспортных средств моей страны для реализации стратегии «обгона кривой».
В маршруте «три вертикали и три горизонтали» аккумуляторы и системы управления ими являются не только основой новых энергетических транспортных средств, но и новыми областями, которых традиционные автомобильные системы никогда не затрагивали. С одной стороны, силовые батареи являются основными компонентами, определяющими запас хода и время зарядки транспортных средств на новых источниках энергии; с другой стороны, силовые батареи и системы их управления представляют собой самый большой риск в безопасном использовании транспортных средств на новых источниках энергии; кроме того, , силовые батареи все еще новы. На компонентную систему приходится наибольшая стоимость энергетических транспортных средств, и срок ее службы напрямую повлияет на стоимость срока службы транспортных средств на новой энергии. Поэтому не будет преувеличением сказать, что силовые батареи и системы управления ими являются ключевыми факторами, определяющими возможность популяризации транспортных средств на новых источниках энергии.
Существующие аккумуляторы для транспортных средств с новой энергией в основном используют литиевые аккумуляторные системы, включая тройные литиевые батареи и литий-железо-фосфатные батареи. Тройные литиевые батареи имеют высокую плотность энергии и могут обеспечить транспортным средствам на новой энергии более длительный срок службы и лучшую производительность при том же объеме и весе. Плотность энергии литий-железо-фосфатных батарей ниже, чем у тройных литиевых батарей, но они имеют более высокую безопасность и более низкую стоимость. Продуктовые решения для дальности плавания, которую ожидают пользователи.
Производители транспортных средств на новых источниках энергии обычно используют тройные литиевые батареи в электромобилях с большим запасом хода/высокопроизводительных характеристик, чтобы обеспечить лучшую мощность и больший запас хода, в то время как фосфорная кислота используется в базовых версиях. Железо-литиевые батареи используются для сократить затраты и добиться соответствия продуктов высоким и низким ценам.
На следующем этапе, в целях дальнейшего повышения безопасности и повышения плотности энергии силовых батарей, твердотельные и полутвердотельные батареи станут направлением развития продуктов следующего поколения. Путем перевода жидкого электролита в твердое/полутвердое состояние можно подавить дендриты лития и снизить риск возгорания и взрыва.Твердый электролит не протекает, не вызывает побочных реакций при высоких температурах и не вызывает проблемы при работе под высоким током.Литиевые дендриты проткнут сепаратор и вызовут короткое замыкание, и горения не будет из-за образования газа.
В то же время твердотельные батареи могут использовать металлический литий непосредственно в качестве отрицательного электрода, что значительно уменьшает общее количество материала отрицательного электрода и тем самым увеличивает плотность энергии. Конечно, твердотельные батареи имеют такие проблемы, как большое сопротивление интерфейса и высокие производственные затраты, поэтому перед крупномасштабным применением необходимы дальнейшие исследования.
С другой стороны, натрий-ионные батареи также привлекают внимание как недорогая альтернатива литий-ионным батареям. Благодаря обильным запасам и широкому спектру источников стоимость ионов натрия ниже, чем у литий-ионных аккумуляторов, а натрий-ионные аккумуляторы также лучше литий-ионных с точки зрения низкотемпературных характеристик и скорости заряда. . Однако плотность энергии натрий-ионных батарей составляет всего 100-150 кВт/кг, что намного ниже, чем у тройных литиевых батарей.Даже по сравнению с литий-железо-фосфатными батареями они явно находятся в невыгодном положении.
После почти десяти лет развития отечественная индустрия литий-ионных аккумуляторов для транспортных средств на новой энергии сформировала полную производственную цепочку, занимающуюся добычей и переработкой. Хотя стоимость материала литий-ионных батарей выше, чем у натрий-ионных, стоимость производства более выгодна. Поскольку цены на литий, взлетевшие в предыдущий период, возвращаются к нормальному уровню, ценовое преимущество натрий-ионных батарей больше не очевидно. Таким образом, литий-ионные батареи по-прежнему будут занимать доминирующее положение в области транспортных средств с новой энергией, в то время как натрий-ионные батареи могут заменить традиционные батареи в таких областях, как накопление энергии и электрические велосипеды.
