《电子技术应用》

动力电池为什么要分软、硬包?给你科普一下

2018/7/27 16:57:49

  电动汽车发展的技术瓶颈在电池性能,那么,动力电池的瓶颈又是什么?动力电池为什么要分软、硬包?其实际意义是什么?下面从科普层面予以解释。

  动力电池是发展新能源汽车的瓶颈

  在目前,动力电池的性能指标还满足不了汽车动力性的要求,具体地说,主要是比能量指标与汽油和柴油相比,相差太大。为了缩小差距,汽车厂在尝试各种各样的解决方案,比如混合动力,就是比较成功的例证。

  由于动力电池比能量与燃油比能量相差较大,一辆汽车同样速度跑260公里,车载动力重量是车载燃油重量5倍以上。目前纯电动公交车采取措施是,采用多频次充电措施,予以弥补;城市出租车与纯电动公交车同样采取的措施是一样的。目前的纯电动乘用车基本是A0级以下的车型,即一天行驶里程比较短;B级以上乘用车汽车厂家坚持混合动力方案。

  如何破解动力电池这个瓶颈?

  归纳地说,是三个方面飞措施:①整车厂,借用轻质材料(高强度钢、铝合金等),对整个车身结构进行轻量化,使其能装更重的电池。②充电设施方面,有的厂家研究快充技术,有的厂家尝试“换”电技术。③动力电池厂家,从电池材料(正极、负极等)进行攻关,提升其比能量。

  目前来看,轻量化、快充、“换”电技术有其效果,但改善空间十分有限,且不能持续地推进下去,最具有希望的还是动力电池厂家从电池材料(正极、负极等)进行攻关,其效果的比较客观,且可持续。电池厂家从电池外包形式(软包、硬包)及电池包链接方式进行一步一步地完善。

  动力电池瓶颈目前没有完全突破,但是进步可喜,中国锂离子动力2008年比能量为80wh/kg,到2017年年底,其比能量已经突破300wh/kg, 10年时间翻了近4倍。

  动力电池封装结构也是破解瓶颈的具体措施

  动力电池分软、硬包两种,硬包再细分为:圆柱、方形。封装结构各有优缺点,基本意图是满足市场的不同要求。市场趋势来看,软包电池的占比是越来越高,估计超过了50%。

  1)圆柱型锂电池特点:①圆柱形锂电池生产工艺成熟,自动化生产程度高,PACK成本较低;②型号多。18650、21700、26500等;③圆柱形电池形态多种,适用于电动车空间设计的充分布局;④圆柱形电池组散热面积大,一般采用钢壳或铝壳封装比能量相对较低。

  2)方形锂电池池特点:铝壳方形与圆柱型一般也铝壳的,对电芯的保护作用优于于铝塑膜电池(即软包电池),电芯安全性相对圆柱型电池也有了较大改善;但是,一致性保障比较困难,型号太多,工艺难统一,适宜定制化生产,不便于电池包自动化生产。

  3)软包锂电池池特点:软包电池是聚合物电池的另一种叫法,与圆柱型电池相比,具有体积小、重量轻、比能量高、安全性高、设计灵活等多种优点。①软包电池重量较同等容量的钢壳锂电轻40%,较铝壳电池轻20%;②容量大。软包电池较同等规格尺寸的钢壳电池容量高10~15%,较铝壳电池高5~10%。③内阻小。软包电池的内阻较锂电池小,目前国产软包电池芯的内阻最小可做到35mΩ以下,极大的降低了电池的自耗电。④设计灵活。软包电池的形状可根据客户的需求定制,开发新的电芯型号。

  软包锂电池符合提高比能量这一基本方向,是破解破解瓶颈的有效措施。汽车厂家要动力电池包,对电芯不了解,最好与动力电池厂家沟通,总的方向是提倡软包电池。


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