О развитии силовых ячеек

Диапазон и безопасность электромобилей всегда были в центре внимания отрасли и пользователей. Чтобы улучшить характеристики электромобилей, крупные компании и научно-исследовательские институты активизировали свои исследования в области аккумуляторных батарей и стремились занять лидирующие позиции на рынке транспортных средств на новой энергии.

В пробеге много прорывов

Toyota и Nissan, два крупнейших японских производителя электромобилей, опубликовали результаты своих последних технологических исследований в секторе силовых элементов. Новое поколение энергоустановок с интенсивным накоплением энергии, разработанное двумя компаниями, может обеспечить более длительную движущую силу для электрических и гибридных автомобилей.

Toyota работает над заменой литиевых электролитов магниевыми электролитами, которые в настоящее время используются в литий-ионных батареях. Toyota считает, что магний имеет два основных преимущества перед литием. Во-первых, магний позволяет интенсивно хранить энергию. Кроме того, литий - нестабильный металлический элемент, склонный к возгоранию, а магний относительно безопаснее. Химические батареи компании на основе магния будут доступны в течение следующих 20 лет.

Nissan ищет добавку для улучшения характеристик существующих литиевых батарей и увеличения емкости хранения энергии. Технология Nissan заключается в добавлении в аккумулятор присадки под названием аморфный оксид кремния для увеличения емкости литий-ионных аккумуляторов. Это химическое вещество позволяет аккумулятору удерживать больше ионов лития, тем самым улучшая общие характеристики аккумулятора.

Отечественные научно-исследовательские институты также добились в последнее время успехов в этом отношении. В марте этого года Тангёнбин и его исследовательская группа из Шэньчжэньского института передовых технологий Китайской академии наук объявили о последних результатах «Новой технологии двух ионных аккумуляторов из алюминия и графита с высокой плотностью энергии». Этот новый тип батареи регулирует положительные и отрицательные полюса традиционных литий-ионных батарей и использует алюминиевую фольгу в качестве материала отрицательного электрода и отрицательного коллектора. Принцип работы аккумулятора отличается от принципа действия традиционных литий-ионных аккумуляторов: в процессе зарядки происходят реакции интеркаляции анионов в положительном графите, в то время как алюминиевый отрицательный электрод претерпевает реакцию легирования алюминия и лития, а процесс разряда противоположен. Этот новый механизм реакции не только значительно увеличивает рабочее напряжение батареи, но также значительно снижает качество, объем и стоимость производства батареи, тем самым повышая удельную энергию батареи. По предварительным оценкам, дальность действия алюминиево-графитовых батарей массой 500 кг может достигать около 550 километров. По сравнению с традиционной литиевой технологией питания этот тип батареи имеет явное преимущество, заключающееся не только в снижении производственных затрат примерно на 40-50%, но и в повышении плотности энергии по крайней мере в 1,3-2,0 раза.

Кроме того, ряд компаний и организаций активизировали свои исследования графен-литиевых батарей, чтобы решить проблему пробега.

Проблемы безопасности, требующие решения

В стремлении добиться высокой плотности энергии аккумуляторной батареи нельзя недооценивать ее безопасность. В последнее время многочисленные пожары в электрических автобусах и взрывы на заводах по производству аккумуляторов заставили людей обратить большое внимание на безопасность литиевого электричества.

Отчасти причина опасностей, связанных с безопасностью элементов питания, связана с проблемой баланса элементов в серийных батареях. Из-за различий между батареями в процессе зарядки и разрядки аккумуляторы могут вызывать чрезмерную зарядку или чрезмерную разрядку. Чрезмерная зарядка и разрядка могут привести к возгоранию и взрыву аккумуляторов.

Кроме того, исследование показывает, что, например, когда батарея заряжена электричеством, ее положительный материальный состав представляет собой оксид лития-кобальта в состоянии делития, а отрицательный электрод - углеродно-литиевый. Литий-кобальтовая кислота разлагается при высоких температурах с выделением кислорода, а активность химических реакций углерода лития в основном аналогична активности металлического лития. Таким образом, если происходит горение, это в основном то же самое, что и горение металлического лития в богатой кислородом среде, что будет иметь очень серьезные последствия.

Поэтому крайне важно оборудовать аккумуляторную батарею качественной системой управления батареями BMS. Являясь важным связующим звеном между вторичными элементами и электрическими приборами, BMS объединяет мониторинг и управление элементами или батареями для достижения важных функций, таких как мониторинг в реальном времени, автоматическое равновесие и интеллектуальная зарядка и разрядка элементов, тем самым обеспечивая безопасность и надежность элементы или батареи., и выходная мощность в лучшем состоянии.

В настоящее время в стране разрабатываются соответствующие стандарты системы управления аккумуляторными батареями, которые будут способствовать прогрессу в работе по обеспечению безопасности аккумуляторных батарей в Китае.

Страница содержит содержимое машинного перевода.