車(chē)載電池的命運(yùn)掌握在電動(dòng)汽車(chē)手中(下)
大型汽車(chē)廠(chǎng)商雖持懷疑態(tài)度,但采用與便攜設(shè)備市場(chǎng)相同的18650單元可降低成本,因此推舉圓筒型單元的企業(yè)也很多。另外,比克電池表示,配備的形狀可按照汽車(chē)廠(chǎng)商的要求自由改變的“圓筒型是最理想的”(該公司CTO毛煥宇)。中國(guó)市場(chǎng)上電動(dòng)摩托車(chē)配備鋰離子充電電池的趨勢(shì)在擴(kuò)大,因此對(duì)今后價(jià)格還可降低的圓筒型單元的需求較高,銷(xiāo)量增加的可能性較大注5)。
注5)比克電池表示,中國(guó)擁有約8000萬(wàn)輛電動(dòng)摩托車(chē),年需求為2000萬(wàn)輛。鋰離子充電電池在年銷(xiāo)量中所占的比例,2008年為1%,但2011年將達(dá)到3%。
正負(fù)極材料也呈多樣化
不只是單元形狀,正極材料和負(fù)極材料等材料種類(lèi)也未選定,似在日益多樣化。目前,正極材料采用錳酸鋰(LiMn2O4)、3元類(lèi)(Li(Ni- Mn- Co)O2)、磷酸鐵鋰(LiFePO4)以及NCA(Li(Ni-Co-Al)O2)類(lèi)。負(fù)極材料除了碳材料外,利用鈦酸鋰(Li4Ti5O12,LTO)的可能性也在提高。
德國(guó)寶馬(BMW AG)在此次的AABC上,以“Development of Hybrid Vehicles at BMW and their Energy-Storage Solutions”為題,公開(kāi)了HEV用鋰離子充電電池的正極材料和負(fù)極材料組合的對(duì)比研究結(jié)果(表2)。雖未言明BMW自己會(huì)采用哪種材料,但認(rèn)為其對(duì)采用LTO作負(fù)極材料非常感興趣。
諸如,采用LTO盡管能量密度較低,但充放電循環(huán)壽命長(zhǎng),因此在產(chǎn)品的壽命周期內(nèi)可利用的電力量比采用碳材料要大。并且,關(guān)于安全性,得出了采用碳材料時(shí)需要注意正極材料的選擇,而采用LTO時(shí)安全性較為優(yōu)異的結(jié)論。但采用LTO比采用碳材料的材料成本要高。
豐田采用NCA類(lèi)
BMW從安全性出發(fā)認(rèn)為NCA系正極材料很難用于車(chē)載用途。而豐田將其用在了PHEV上。該公司以“Development of Plug-in Hybrid Vehicle”為題,介紹了普銳斯插電式混合動(dòng)力車(chē)配備的鋰離子充電電池的詳情。
配備的單元是Primearth EV Energy(原松下電動(dòng)汽車(chē)能源公司)生產(chǎn)的5Ah方型單元,電壓為3.6V。能量密度方面,單位重量為73Wh/kg,單位體積為103Wh/L。電池單元的外形尺寸為110mm×14mm×112mm,重245g。估計(jì)該單元是面向HEV開(kāi)發(fā)的,豐田很有可能會(huì)采用于今后將上市的新款HEV。
據(jù)稱(chēng),這種電池系在電池單元正極的集電體鋁箔上設(shè)置了涂層,在其上涂布了NCA類(lèi)電極材料(圖4)。負(fù)極材料采用碳材料,但沒(méi)有公開(kāi)是石墨還是非晶質(zhì)類(lèi)。隔膜由聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)構(gòu)成。
為了消除NCA系材料的安全性隱患,在負(fù)極上形成了耐熱性較高的陶瓷層“HRL(heat resistance layer)”。該技術(shù)已在松下圓筒型單元上應(yīng)用。豐田通過(guò)優(yōu)化電極材料的涂布方法等,實(shí)現(xiàn)了行駛20萬(wàn)英里(約32萬(wàn)km)后,電池單元的內(nèi)部電阻幾乎不升高,對(duì)充放電循環(huán)壽命也表現(xiàn)出了強(qiáng)烈的自信。
評(píng)論