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车载电池的命运掌握在电动汽车手中(下)

作者: 时间:2011-06-22 来源:网络 收藏

大型汽车厂商虽持怀疑态度,但采用与便携设备市场相同的18650单元可降低成本,因此推举圆筒型单元的企业也很多。另外,比克电池表示,配备的形状可按照汽车厂商的要求自由改变的“圆筒型是最理想的”(该公司CTO毛焕宇)。中国市场上电动摩托车配备锂离子充电电池的趋势在扩大,因此对今后价格还可降低的圆筒型单元的需求较高,销量增加的可能性较大注5)

  注5)比克电池表示,中国拥有约8000万辆电动摩托车,年需求为2000万辆。锂离子充电电池在年销量中所占的比例,2008年为1%,但2011年将达到3%。

正负极材料也呈多样化

  不只是单元形状,正极材料和负极材料等材料种类也未选定,似在日益多样化。目前,正极材料采用锰酸锂(LiMn2O4)、3元类(Li(Ni- Mn- Co)O2)、磷酸铁锂(LiFePO4)以及NCA(Li(Ni-Co-Al)O2)类。负极材料除了碳材料外,利用钛酸锂(Li4Ti5O12,LTO)的可能性也在提高。

  德国宝马(BMW AG)在此次的AABC上,以“Development of Hybrid Vehicles at BMW and their Energy-Storage Solutions”为题,公开了HEV用锂离子充电电池的正极材料和负极材料组合的对比研究结果(表2)。虽未言明BMW自己会采用哪种材料,但认为其对采用LTO作负极材料非常感兴趣。

  诸如,采用LTO尽管能量密度较低,但充放电循环寿命长,因此在产品的寿命周期内可利用的电力量比采用碳材料要大。并且,关于安全性,得出了采用碳材料时需要注意正极材料的选择,而采用LTO时安全性较为优异的结论。但采用LTO比采用碳材料的材料成本要高。

丰田采用NCA类


  BMW从安全性出发认为NCA系正极材料很难用于车载用途。而丰田将其用在了PHEV上。该公司以“Development of Plug-in Hybrid Vehicle”为题,介绍了普锐斯插电式混合动力车配备的锂离子充电电池的详情。

  配备的单元是Primearth EV Energy(原松下能源公司)生产的5Ah方型单元,电压为3.6V。能量密度方面,单位重量为73Wh/kg,单位体积为103Wh/L。电池单元的外形尺寸为110mm×14mm×112mm,重245g。估计该单元是面向HEV开发的,丰田很有可能会采用于今后将上市的新款HEV。

  据称,这种电池系在电池单元正极的集电体铝箔上设置了涂层,在其上涂布了NCA类电极材料(图4)。负极材料采用碳材料,但没有公开是石墨还是非晶质类。隔膜由聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)构成。

  为了消除NCA系材料的安全性隐患,在负极上形成了耐热性较高的陶瓷层“HRL(heat resistance layer)”。该技术已在松下圆筒型单元上应用。丰田通过优化电极材料的涂布方法等,实现了行驶20万英里(约32万km)后,电池单元的内部电阻几乎不升高,对充放电循环寿命也表现出了强烈的自信。


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