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聚合物鋰離子動力電池將成燃料電池新寵

   2009年04月21日 16:07  
  隨著能源的匱乏及全社會對環(huán)境污染的嚴(yán)格控制,動力車、混合動力車已成為當(dāng)今汽車業(yè)的一個(gè)亮點(diǎn),而其采用何種電池作動力,也成為目前必須進(jìn)行抉擇的當(dāng)務(wù)之急。鉛酸、鎳氫、鎳鎘電池質(zhì)量大,能量密度小,環(huán)保效果差;液態(tài)鋰離子電池雖然能量密度大,但安全性差,充放電管理也成為新問題;燃料電池成本高,壽命短,交換介質(zhì)觸媒有待改進(jìn)提高,目前還不具備商業(yè)價(jià)值。其他類型的燃料電池還需要改進(jìn)提高,產(chǎn)業(yè)化等問題有待解決。所以,目前聚合物鋰離子電池便成了脫穎而出的新寵。
  聚合物鋰離子電池基本具備了動力電源必須具備的3個(gè)條件:1.具有高安全性能,2.適合于大功率充放電,3.高低溫環(huán)境下仍能繼續(xù)工作。
  作為動力電源,其安全性能必然占據(jù)著首要位置。動力電源首先不應(yīng)當(dāng)是“定時(shí)炸彈”,另外在使用過程中應(yīng)能適應(yīng)各種惡劣環(huán)境。目前,國內(nèi)外鋰電池的安全性能一般通過穿刺試驗(yàn)來檢驗(yàn)。浙江東升電池很好地解決了電池的安全性能問題,測試結(jié)果表明,該公司生產(chǎn)的聚合物鋰離子電池穿刺時(shí)穿刺部位略微升溫,穿刺后的電池仍能正常工作。試驗(yàn)表明,該電池隔離膜在異常情況下有著特殊的閉孔性能,在一定溫度下可能發(fā)生低聚反應(yīng),局部產(chǎn)生高電阻薄膜。這種電池
 
在過充或過放試驗(yàn)中也表現(xiàn)出較高的安全性能。
  動力電源的另一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)是大電流充放電性能,也就是動力源的功率要大。汽車高速行駛時(shí)所需要的動力在40kW以上,因此電池放電時(shí)的電流一般很大,充電時(shí)為了在短時(shí)間內(nèi)充滿,也要求大電流充電。大功率電池并非由小功率電池的簡單增加來獲取,電池材料選配要得當(dāng),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理,必要時(shí)還要設(shè)置散熱系統(tǒng),才能保證電池的特性。浙江東升電池屬于多孔態(tài)聚合物鋰離子電池,它比起純固態(tài)或凝膠態(tài)聚合物鋰離子電池有一定的優(yōu)勢。所謂多孔態(tài)電池其隔膜是三維多孔結(jié)構(gòu),電極本身也是多孔結(jié)構(gòu),因此電極反應(yīng)的真實(shí)表面積比宏觀表面積大許多,盡管電解液中不存在游離態(tài)電解液,但是離子的導(dǎo)電通道多且離子遷移路程較短,因而電池工作時(shí)可以放出較大電流,而且產(chǎn)生的熱量相對較小。該電池的另一個(gè)特點(diǎn)是工作溫度范圍寬,可在-50℃~ 80℃范圍內(nèi)工作,尤其在低溫-50℃下放電率可以達(dá)到34%。
  作為動力車使用的電源還有很多需要配套解決的問題,如快速充電性能、電池的均衡管理和保護(hù)電路的開發(fā)、充電器的開發(fā)、CAN(控制器局域網(wǎng))總線的設(shè)計(jì)等。目前很多廠商都在著手相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的開發(fā)研制工作,但要想使其得以快速應(yīng)用推廣則需要一個(gè)公共平臺,整車廠、電池廠、充電器廠需要整合,不能單打獨(dú)斗,閉門造車,以致生產(chǎn)的產(chǎn)品無法得到實(shí)際應(yīng)用。國家在此方面也投入了大量的人力和資金,雖然在研發(fā)和產(chǎn)品上也取得了進(jìn)展,但綜合進(jìn)度并不是很理想,投資分散,技術(shù)起點(diǎn)參差不齊,思路存在千差萬別。在動力車的核心部分——— 動力電源方面如果不跳出常規(guī),就很難有大的突破。
  目前就動力電源的發(fā)展而言,電池的價(jià)位并非zui關(guān)鍵問題,關(guān)鍵是安全問題。材料業(yè)和IC產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展都展現(xiàn)出了行業(yè)走勢,產(chǎn)品性能將更好,價(jià)位將越來越低。當(dāng)然關(guān)鍵材料及材料目前還是本行業(yè)內(nèi)所必須解決的問題,如耐過充過能材料、快速充電儲能材料等。充電設(shè)備的開發(fā)也要跟上,要開發(fā)管理電路、均衡電路、保護(hù)電路與電池和充電器形成一體化產(chǎn)品,如果能夠有計(jì)劃有目標(biāo)地攻克和解決,從技術(shù)到產(chǎn)品都將可以達(dá)到一個(gè)新高度。
 
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