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探究实现续航1000km的技术概念是什么样子(上)

2017-05-22 09:55
小鱼时代
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目前,IKTS和合作机构已经完成了EMBATT1.0和EMBATT2.0的开发项目。1.0和2.0相比,最主要的变化在于正极材料从1.0项目中的NCM或LFP升级到LNMO,采用了进行金属元素掺杂的尖晶石锰酸锂,提高了上限电压。隔膜、液态电解质升级到了全固态电解质,这将更加有利于电池单元的生产。1.0和2.0的能量密度分别为200Wh/L和450Wh/L,这和当前动力电池单体的能量密度相比并没有优势,可能将来在电池系统上具备一定优势,但是目前由于还没有实现将双极性电极制备的电池嵌入到底盘上,所以电池系统级别的能量密度优势究竟有多大还不清楚。因此在EMBATT 3.0上,负极作了很大变更,采用了金属锂作负极,并且采用了玻璃陶瓷全固态电解质,集流体也不再局限于铝(目前还不清楚具体集流体的材质),通过这些优化来实现800Wh/L的能量密度目标。

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在制造工艺方面,1.0和2.0的制造工艺与现行的锂离子电池制造工艺没有明显区别,在3.0上,由于采用全固态玻璃陶瓷电解液,因此电极和电解质的装配可以在同一步骤完成,省却了后面的注液环节,但是后续增加了热处理环节,主要是为了让电极和固态电解质界面更好的接触。这3.0项目上,全固态电解质的开发、电解质与电极界面兼容性问题是重点研究内容,这与一般的固态电池的研究课题是一致的。

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总的来说,EMBATT的最大特点并非它的材料创新,因为这些材料的研究和创新一直都是锂离子电池领域的研究热点,EMBATT有意思的地方是将双极性电极制备的电池直接集成到汽车底盘的概念,以及由此概念引申出来的在制造加工方面的工艺改进。有趣的是,在今年的上海车展上,汽车零部件供应商-本特勒提出了自主设计研发的新能源汽车底盘系统,该底盘系统的目标之一也是要实现底盘集成或模块化整合,电池也是被考虑集成到底盘的零部件之一。另外,在今年的第九届全球汽车产业峰会上,类似的电动化底盘平台同样被多次强调。由此可见,这种平台化底盘会成为电动汽车发展的趋势。

联想到我们国家2016年发布的电动车技术路线中,纯电动汽车电池系统的能量密度目标是500Wh/L(2025年)、700Wh/L(2030年),或许,采用底盘嵌入式电池技术很可能是实现这一目标的途径之一。

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