Обсуждение влияния аккумулятора на быструю зарядку автомобиля на новой энергии

Электромобили в использовании, потребитель больше всего обеспокоен или время зарядки и диапазон проблемы, при текущем техническом уровне время зарядки и диапазон редко встречаются вместе, поэтому аккумуляторная батарея разработала два пути, один - диапазон концентрации удельная энергия, в основном за счет постоянного улучшения удельной энергии литий-ионного аккумулятора, тем самым увеличивая диапазон электромобилей; Во-вторых, это пирог быстрой зарядки, который направлен на сокращение времени зарядки, в основном за счет улучшения характеристик быстрой зарядки литий-ионных аккумуляторов и сокращения времени зарядки электромобилей. С развитием технологий и углубленными исследованиями материалов литиевых батарей проблемы, с которыми сталкивается технология быстрой зарядки, могут быть решены одна за другой.

I. как понять быструю зарядку?

Чтобы понять быструю зарядку, необходимо использовать технический термин - коэффициент заряда и разряда C, который можно просто понимать как скорость заряда и разряда. Скорость заряда и разряда литий-ионного аккумулятора определяет, насколько быстро мы можем сохранить определенное количество энергии в аккумуляторе или как быстро мы можем высвободить энергию в аккумуляторе.

В соответствии с политикой субсидирования транспортных средств на новой энергии в 2018 году те, у которых коэффициент зарядки менее 3С, относится к категории чистых электрических автобусов с небыстрой зарядкой, а автомобили с коэффициентом зарядки выше 3С относятся к категории быстрых электрических автобусов. зарядка чисто электрических автобусов. Однако раздел субсидий на быструю зарядку применяется только к легковым автомобилям на новой энергии, а для легковых автомобилей и транспортных средств нет стандарта.

Согласно определению отрасли и эпохи Ниндэ, быстрая зарядка электромобилей относится к режиму зарядки с зарядным током более 1,6 с, то есть от 0% зарядки до 80% времени зарядки менее 30 минут. Основываясь на мнениях многих сторон, автор выдвигает, что коэффициент зарядки менее 1,6c - это медленная зарядка, 1,6c-3c - небольшая быстрая зарядка, а выше 3C - быстрая зарядка. Большинство легковых электромобилей могут обеспечивать «небольшую и быструю зарядку», а коэффициент зарядки легковых автомобилей с быстрой зарядкой в основном сконцентрирован в 3c-5c.

Если мы думаем о литий-ионной батарее как о кресле-качалке, два конца кресла-качалки - это два полюса батареи, а литий-ионный аккумулятор похож на хорошего спортсмена, бегающего взад и вперед между двумя концами кресла-качалки. . Во время зарядки ионы лития образуются на положительном электроде батареи, и образующиеся ионы лития перемещаются к отрицательному электроду через электролит. Как отрицательный углерод, он имеет слоистую структуру с множеством крошечных пор для встраивания ионов лития. Чем больше ионов лития внедрено, тем выше зарядная емкость.

Для быстрой зарядки ионы лития должны быть внедрены в отрицательный электрод в момент ускорения. Это ставит под сомнение способность анода быстро поглощать ионы лития. Побочные продукты появятся в отрицательном электроде батареи общей химической системы во время быстрой зарядки, что повлияет на циркуляцию и стабильность элемента. Плотность энергии и плотность мощности можно рассматривать как два направления в одной батарее.

Как ориентация национальной политики, так и технологическая структура предприятия обычно ориентированы на высокую плотность энергии. Когда удельная мощность аккумулятора достаточно высока и автомобиль загружен с достаточной мощностью, чтобы избежать «беспокойства по поводу дальности», потребность в быстрой зарядке снижается. Однако рынок трудно принять, если стоимость не снизилась из-за большого количества электроэнергии. Следовательно, если стоимость аккумулятора можно контролировать, исходя из условий удобной емкости зарядки + применимого диапазона, беспокойство пользователя может быть значительно уменьшено, так что быстрая зарядка имеет ценность существования.

II. Перспектива применения быстрой зарядки аккумуляторов с различными техническими маршрутами

Скорость зарядки тесно связана с общими техническими и конструктивными требованиями к силовой батарее, зарядной батарее, электромобилю, электросети и т. Д., Среди которых самым большим фактором является аккумулятор. Давайте обсудим тенденции применения различных типов аккумуляторных батарей в технологии быстрой зарядки. Для изготовления быстро перезаряжаемых батарей можно использовать практически все виды анодных материалов, но их применимость и преимущества различны.

1. Тройной аккумулятор с быстрой зарядкой больше подходит для легковых электромобилей.

Тройным батареям уделяется больше внимания из-за их высокой плотности энергии. Сами материалы обладают отличной электропроводностью, но их реакционная способность слишком высока.

Типичными предприятиями системы быстрой зарядки тройных аккумуляторов являются Ningde times и bick и т. Д. Ningde Times разработала «сверхпроводящую электронную сеть» и технологию «быстрого ионного кольца», которые могут осуществлять зарядку SOC от 5% до 85% в течение 15 минут. Плотность 190 Втч / кг, срок службы более 2500 раз, основная область применения - легковые автомобили, ожидается, что в 2018 году будет производиться серийное производство.

С введением кремниевого анодного материала, анодного материала с высоким содержанием никеля и специально разработанного электролита высокоэнергетический сердечник 3.0, запущенный компанией Bick в мае этого года, имеет плотность энергии почти до 250 Вт · ч / кг и может достичь сверхдальнего диапазона 500км. Стратегия зарядки может эффективно сократить время зарядки и повысить эффективность зарядки. В экстремальном аварийном режиме автомобиль может проехать 60 километров на 10-минутной подзарядке.

В соответствии с привычками использования мазутных транспортных средств, время зарядки должно быть полностью заряжено в течение 10-20 минут, а коэффициент зарядки должен быть не менее 3-6c. В настоящее время большинство чисто электрических легковых автомобилей на рынке заполняются на 80% мощности за полчаса до одного часа, что значительно улучшилось по сравнению с предыдущими двумя или тремя часами зарядки, и ожидается для дальнейшего сжатия до 20 минут в будущем.

2. Можно использовать продукт быстрой зарядки из фосфата лития и железа.

Литий-фосфат железа не имеет врожденных преимуществ в области быстрой зарядки. С точки зрения материалов, собственная проводимость фосфата лития-железа относительно низкая и составляет всего 1% от тройных материалов. Следовательно, необходимо оптимизировать проводимость фосфата лития-железа, чтобы удовлетворить потребность в быстрой зарядке. Однако стоимость материала фосфата лития-железа относительно невысока. В сочетании с развитой технической подготовкой и стабильными характеристиками продукта, фосфат лития-железа имеет относительно широкую перспективу применения на таких предприятиях, как Ningde Times и watma.

Ограниченный экстремальным значением теоретической плотности энергии, фосфат лития-железа имеет мало возможностей для изменения плотности энергии в будущем. Однако для коммерческих транспортных средств, таких как легковые автомобили, транспортные средства для логистики и специальные транспортные средства, была выбрана литий-железо-фосфатная система, повышение плотности энергии не требуется, а быстрая зарядка становится все более и более важной.

3. Литий-манганатная батарея подходит для подключаемых гибридных автобусов.

Литий-манганатная батарея обладает такими характеристиками, как мощность, скорость разряда, хорошие характеристики при низких температурах, высокая частота напряжения, а в ситуации роста количества трех исходных сырьевых материалов экономическое преимущество манганата лития постепенно подчеркивается. Тем не менее, он все еще нуждается в улучшении по плотности энергии, высокотемпературным характеристикам и другим аспектам. В последние годы доля быстро перезаряжаемых литиево-манганатных батарей в области съемных гибридных автобусов значительно увеличилась, и типичными предприятиями являются citic guomeng guli, yepeng new energy и micro macro power.

Однако характеристики циклического режима литиево-манганатной батареи плохие в условиях высоких температур, а высокотемпературные характеристики литиево-манганатной батареи могут быть улучшены путем легирования положительного полюса. Однако модифицированный манганат лития больше не является «исходным манганатом лития». В промышленности обычно используются «множественные композитные материалы», положительный полюс с использованием тройных материалов и смешанная система манганата лития, отрицательный полюс с использованием пористого композитного углерода, что дополнительно улучшает характеристики быстрой зарядки, но безопасность по-прежнему требует внимания и постоянного улучшения.

4. Литий-титанатная быстрая перезаряжаемая батарея подходит для чисто электрических автобусов.

Литий-титанатная аккумуляторная батарея названа в честь материала отрицательного электрода, положительный полюс ИСПОЛЬЗУЕТ тройной материал, использует Чжухай Иньлун, микромакроэнергетику, Тяньцзинь цзе Вэй как типичное предприятие. С точки зрения производительности, литий-титанатная батарея обладает отличными низкотемпературными характеристиками, безопасностью и хорошими показателями переработки. Как быстро перезаряжаемый аккумулятор, его характеристики множителя также были признаны в отрасли. Однако в настоящее время у титаната лития есть две важные проблемы: во-первых, плотность энергии относительно низкая, и под давлением постоянно увеличивающейся плотности энергии, требуемой политикой и рынком, текущая рыночная доля титаната лития относительно мала в целом по мощности. рынок аккумуляторов. Во-вторых, стоимость литий-титанатной батареи значительно выше, чем у других систем из-за влияния дорогостоящих небольших металлических материалов, таких как титан, никель и кобальт.

Литий-титанатный аккумулятор явно превосходит другие системы по сроку службы, который определяется характеристиками материала, а именно характеристиками «нулевой деформации». Но его недостаток очевиден, плотность энергии невысока, плотность энергии составляет лишь половину от тройной системы. Кроме того, из-за высокой цены большинство из них используется при быстрой конфискации и доставке. В будущем необходимо срочно искать материалы для анодов высокого напряжения и соответствующий электролит для устранения этого дефекта.

5. Новое направление быстрой зарядки - катодные материалы из оксидов титана и ниобия.

Оксид титана ниобия разработан на основе титаната лития. Его главное преимущество состоит в том, что теоретическая емкость оксида титана ниобия составляет около 280 мАч / г по сравнению с теоретической емкостью 175 мАч / г титаната лития.

В октябре 2017 года компания Toshiba официально объявила об успешной разработке нового поколения автомобильных литий-ионных аккумуляторов, которые, как ожидается, появятся в продаже в 2019 году. В аккумуляторе ИСПОЛЬЗУЕТСЯ материал оксида титана и ниобия, по сравнению с нынешним тройным, фосфатом лития, железом и фосфатом железа. другие технологии, чтобы добиться резкого прогресса. Новая батарея обладает преимуществами высокой плотности энергии и быстрой зарядки. Зарядка до 90% аккумулятора занимает всего 6 минут, а расстояние до него составляет 320 километров. В настоящее время литиевые батареи заряжаются до 80 процентов в среднем за 30 минут.

Кроме того, концепция «графеновых батарей» долгое время была горячей темой, но она также вызывает споры в отрасли. В литиевых батареях графен в основном используется в качестве активного материала катода и проводящей добавки. Что касается способности к быстрой зарядке, использование графена в качестве проводящего агента или покрытие литий-фосфата железа / тройного материала лития графеном может обеспечить лучший эффект быстрой зарядки. Однако полная стоимость, сложность процесса и другие показатели по-прежнему остаются большой проблемой.

III. Перспективы рынка продуктов с быстрой зарядкой

Благодаря высокой плотности энергии, быстрой зарядке и невысокой цене, это идеальный аккумулятор, который больше всего ожидают пользователи. Однако «вы не можете съесть свой торт и съесть его». при существующей системе литий-ионных аккумуляторов самые важные пять показателей мощности аккумулятора, такие как производительность умножителя, плотность энергии, срок службы, безопасность и цена, фиксируются на относительно стабильной радарной диаграмме. Если какой-либо индикатор будет улучшен, остальные индикаторы пострадают относительно.

В настоящее время аккумулятор с быстрой зарядкой в основном используется в автобусах на новой энергии из-за его сильной избирательности в отношении городов и единиц аудитории, то есть городов или единиц с относительной финансовой поддержкой, как правило, для быстрой зарядки автобусов. Однако с точки зрения потенциала развития рынка темпы роста и масштаб рынка легковых автомобилей и специальных транспортных средств для логистики в будущем будут выше, чем у легковых автомобилей, поэтому структура потребления аккумуляторных батарей с быстрой зарядкой сместится на эти два типа. моделей в будущем.

Согласно данным Китая по аккумуляторным батареям, в 2017 году Китай произвел 6486 автобусов с быстрой зарядкой, а установленная емкость аккумуляторов достигла 597,52 МВтч, что составляет 6% от общего количества автобусов на новой энергии. Среди них скорость зарядки шин с быстрой зарядкой является самой высокой - 6,42 с. Увеличился объем производства 47771 автомобиля и емкость аккумулятора 480,68 мВт в модели 3c-5c. Производство модели 5c-10c составляет 1715 г., а емкость аккумулятора составляет 116,84 МВтч. В настоящее время коэффициент быстрой зарядки шины быстрой зарядки в основном сконцентрирован между 3C и 5C. С точки зрения типа батареи титанат лития был основным материалом для быстрой зарядки автобуса в 2017 году с нагрузочной способностью 571,54 МВт / ч, что составляет 95,65%.

Согласно поставкам 4 типов аккумуляторных батарей в 2017 году, манганат лития 1,54 ГВтч частично используется в подключаемых к сети гибридных транспортных средствах, частично отвечающих требованиям небольшой быстрой зарядки, а также в транспортных средствах с трехкомпонентной батареей 16 ГВтч, частично отвечающим требованиям небольшой быстрой зарядки. В целом, тройные быстрозаряжаемые батареи подходят для легковых автомобилей, литий-железо-фосфатные, литий-титанатные и другие быстро перезаряжаемые батареи подходят для легковых автомобилей, литиево-марганцевые кислотно-быстрые перезаряжаемые батареи подходят для подключаемых гибридных автомобилей, оксид титана, ниобия или оксид титана. быстрое перезаряжаемое новое направление.

Страница содержит содержимое машинного перевода.