孚能330Wh/kg新电池,有多厉害?怎么做到的?

发布者:RadiantBeauty最新更新时间:2021-04-09 关键字:孚能  电池  能量密度 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章


日前,孚能科技公告了一款新电池——能量密度达到330Wh/kg。


孚能方面表示,其采用先进硅负极材料以及单壁碳纳米管导电剂和新型粘结剂配方进行设计的电化学体系,有效克服了硅膨胀的问题,达到超过1500次循环的能力。


此外,该电芯在零下 20℃温度下仍能提供 90%的容量。


孚能正申请权威检测机构按国家标准对其进行测试,预计测试周期约为3个月。测试后,即可销售使用。


这款电芯在目前业内水平如何?采用的又是什么技术?


1  电芯业内水平如何?


330Wh/kg或是企业已研发出最高能量密度电芯。


前几年就已经号称能量密度达到300Wh/kg的松下电池,为特斯拉Model3装载的电池单体,实际的能量密度在256Wh/kg。


《电动汽车观察家》根据2020年整车出厂合格证数据测算,还没有发现能量密度达到300Wh/kg的电芯装车。


根据测算数据,单体能量密度最高的是宁德时代的软包电池,达到279.56Wh/kg。


从整体数据来看,软包电池单体平均能量密度整体水平在200Wh/kg左右,主流能量密度在240-260Wh/kg。


2020年孚能装机的电池单体能量密度在207-242Wh/kg之间,对应的系统能量密在140-170Wh/kg,对应车型的续驶里程在400-500公里。


以圆柱电池为例,特斯拉装载的LG圆柱电池单体能量密度在256-257Wh/kg,对应的系统能量密度在145-161Wh/kg,对应车型的续驶里程在445-668公里。


2020年合格证显示,方形电池已装机的能量密度最高大概在250Wh/kg,系统能量密度在180Wh/kg,对应车型的续驶里程在500公里左右。


如果孚能研发的能量密度为330Wh/kg电池,成组效率能够在70%,电池系统能量密度有望达到230Wh/kg。


目前,中国已知的系统能量密度最高的是国轩高科,搭载在北京牌BJ7000USD8-BEV纯电动轿车上,其电池系统能量密度超过200Wh/kg,不过其续航里程仅为470km。


如果孚能这款电池能在今年量产装车,那可能在电芯和系统层级都创出密度记录。


2  碳纳米管:螺旋状石墨烯


孚能新研发出的电池能量密度显然要高出目前装机水平一大截,其采用什么技术做到的?


根据孚能的公告,其采用了硅负极材料。


硅具有目前已知负极材料中最高的理论容量4200mAh/g,远超石墨负极的372mAh/g。


但是硅的特点是膨胀率高,造成锂离子电池结构不稳定,循环应该衰减才是。那么是什么稳定住了这个结构呢?


谜底或许在单壁碳纳米管导电剂上。


为此,《电动汽车观察家》查阅相关资料,希望能够了解单壁碳纳米管到底是何方神圣。

查阅相关论文显示,单壁碳纳米管与石墨烯关系密切。


单壁碳纳米管就是由单层石墨烯卷曲而成的,多壁碳纳米管则是由两层及以上石墨烯组成。

图中左侧为单壁碳纳米管,右侧为多壁碳纳米管


从本质上看,碳纳米管和石墨烯都属于石墨类材料,只不过碳原子的排列组合不同。


石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体,也分为单层石墨烯和石墨烯微片(多层结构)。


也就是说,形成螺旋状的是碳纳米管和片状的是石墨烯,所以它们都具备石墨的一些相同特性,比如导电性。


目前来看,低功率密度是锂离子电池的最大缺点,在高倍率充放电时,在电极内界面处的低离子迁移速率和低导电率、热导率,会导致锂离子电池电极的高度极化。


极化带来的是电池在充电时,消耗更多电能;放电时,电能消耗变成一部分热能,不仅不经济而且不利于快充。


碳纳米管的电子导电性和离子导电性都比较好,这更有利于提升电池的循环性,从而弥补因加入硅而带来的循环损失。


具体来看,由于其特殊的管状石墨结构和独特的弹道电子传导效应,碳纳米管在室温下的电导率可高达1000000s/cm,应用于锂电池是可增大锂离子的快速嵌入脱出的自由传递速度。简言之,就是对锂电池的大功率充放电十分有利。


对于电池体系,孚能给出的回复是高镍三元体系。


据业内专家分析,这款电芯很可能还是8系,软包电池是有可能达到这一能量密度的。


3  仍处尚需检测阶段


孚能公告显示,截至目前,公司内部对该电池进行了国标安全相关测试摸底,如过充,过放,短路,热厢实验等,均能通过测试。


截至目前,孚能正申请通过中国汽车工程研究院股份有限公司检测中心的新国标 GB38031-2020 测试,预计测试周期约为3个月。测试后,即可销售使用。


据孚能方面介绍,之所以会产生这一产品,是源于美国公司2017年承接的一个合作项目,该项目的交付日期为2020年底,孚能科技在合作项目的项目指标其实只有一条,就是330wh/kg。


电池在国内公司内部和美国官方指定实验室,两地均有测试,数据基本一致,于去年12月完成美方验收顺利结题。


该电池能量密度较行业主流电池产品能量密度提升25%以上,帮助整车预计可达到1000公里续航。循环性能测试可以达到1500次以上的循环寿命。


在孚能看来,高能量密度加上高循环寿命,新电池可使电动车循环寿命周期内行驶里程达到百万公里。


值得注意的是,孚能电池采用的单壁碳纳米管成本并不低,孚能方面表示,未来规模化量产以后,成本不会有明显增长。


在中国软包电池目前规模较小的情况下,成本短时间难以降低,价格敏感的中低端车型大概率不会率先使用,新电池很可能从高端车型应用开始。


不过可以肯定的是,该电池量产后,有助于孚能科技提升在行业的地位,能吸引部分客户关注和使用,从而提高其在国内及国际市场竞争力和市场占有率。


关键字:孚能  电池  能量密度 引用地址:孚能330Wh/kg新电池,有多厉害?怎么做到的?

上一篇:研究人员开发出新型聚合物膜 可提高EV电池性能
下一篇:实际续航621km!专家解读极狐阿尔法T的三电奥秘

推荐阅读最新更新时间:2024-11-21 22:53

HEV 多节电池组设计和注意事项
使用TI数字功率控制器和多节电池器件的HEV多节电池组的方框图(SBD)。     设计注意事项   插入式混合电动车(PHEV)和电池电动车(BEV)是两项快速兴起的技术,可使用功能强大的电机作为动力来源。为了给这些电机供电,在车辆中安装了由数百节电池(总计300-400V)组成的大型电池组。由于电池的电量有限,PHEV和BEV必须定期再充电,而这通常通过连接到电网来进行。   这些车辆的充电系统包含从AC线生成DC 电压 的AC/DC整流器,以及生成电池组所需的DC电压的DC/DC转换器。另外,高级充电系统还可能使用PLC调制解调器与电网通信,以便根据电网条件调节充电。在操作和充电过程中还必须仔细监控电池组
[电源管理]
HEV 多节<font color='red'>电池</font>组设计和注意事项
大功率电池供电设备逆变器板如何助力热优化
大功率电池供电设备逆变器板如何助力热优化 电池供电电机控制方案为设计人员带来多项挑战,例如,优化印刷电路板热性能目前仍是一项棘手且耗时的工作;现在,应用设计人员可以用现代电热模拟器轻松缩短上市时间。 作者:意法半导体: P. Lombardi, D. Cucchi, E. Poli Cadence: S. Djordjevic, M. Biehl, M. Roshandell 如今,电池供电电机驱动解决方案通常可以用非常低的工作电压提供数百瓦的功率。在这些应用中,为确保整个系统的能效和可靠性,必须正确管理电机驱动设备的电流 。事实上,电机电流可能会超过数十安培,导致逆变器内部耗散功率提高。给逆变器元器件施加较高的功率
[焦点新闻]
大功率<font color='red'>电池</font>供电设备逆变器板如何助力热优化
液流电池行业研究之(三):全钒液流电池,行业前景展望
  一、全钒液流电池:降本是当前行业发展的首要工作   目前全钒液流电池中成本中,43%是电解液,27%是膜,其他零部件合计占比约30%。因此电解液和膜的降本是全钒液流电池降本的重点方向。   01   电解液的降本途径主要包括①降低单位千瓦时五氧化二钒的用量②减少加工费用③电解液租赁   (1)电解液单位用量的降低取决于配方的研发。降低五氧化二钒成本的路径首先是降低单位千瓦时五氧化二钒的用量,理论上储存1kWh的电能需要5.6kg五氧化二钒,当前行业平均水平,电解液的利用率为70%,即实际上储存1kWh的电能大约需要8kg五氧化二钒。   (2)规模效应和生产流程缩短能够降低加工费用
[新能源]
剧透三星Galaxy M20规格:将搭载5000mAh超大电池
集微网消息,据外媒gsmarena爆料消息称,三星将推出一款新入门级M系列智能手机,M20将会是该系列的第一款产品。 据了解,M20将配备5000mAh的超大容量电池,搭载3GB内存和Exynos 7885处理器,正如预期的那样,内建超过6.0英寸的LCD屏幕,并且支持1300W+500W像素摄像头,前置则是800万像素。 Galaxy M20将会进入英国,德国,法国,波兰等地区,但并没有提到整个欧洲的版本,所以M20不一定会在整个欧洲地区进行发售,而国行方面暂时也没有该机的信息。
[手机便携]
23GWh!三星SDI将在美建立价值25亿美元的动力电池工厂
  作为代表的stellantis N.V.和三星SDI宣布,他们已经执行了具有约束力的最终协议,将在美国印第安纳州的Kokomo建立一座电动汽车电池超级工厂。   该工厂计划于2025年启动,初期年产能为23GWh,未来几年将增至33GWh。随着Stellantis(全球第四大汽车制造商)电动汽车需求的增加,总产能将进一步增加。   该合资公司将投资超过25亿美元(23亿欧元),并在Kokomo和周边地区创造1400个新的就业岗位。投资可能会逐渐增加到31亿美元(29亿欧元)。新工厂将为Stellantis北美装配厂生产的一系列车辆提供电池模块。工厂建设活动计划在今年晚些时候开始,生产业务计划在202
[新能源]
欧美电池危机?亚洲企业垄断市场
在传统的燃油车时代,汽车零部件巨头大多跟本国车企密切相关,甚至是一母同胞。比如德国三巨头与博世、大陆、电装,现代摩比斯等。也就意味着汽车强国往往具有全产业链的完整优势。 随着电动化与智能化的发展,这一格局正在改变,纵向整合优势变得越来越难。例如,在智能化的版图中,移动互联和人工智能的前沿技术掌握在汽车圈之外的科技公司手中。而传统车企向科技公司的转型也没有想象中那么容易。 在电动化领域,一方面电动化在瓦解过去的零部件链条,导致传统零部件将面临需求下降的危机,另一方面三电系统成为新的核心部件。例如,当下要面对的现实就是,电池供应几乎全部掌握在亚洲供应商的手中。 亚洲动力电池供应商主导全球市场已经成为业界共识。他们正
[汽车电子]
欧美<font color='red'>电池</font>危机?亚洲企业垄断市场
松下将为斯巴鲁首款混动车提供镍氢电池
日本松下公司日前宣布,其将向富士重工生产的首款混合动力汽车——斯巴鲁XV Crosstrek Hybrid提供镍氢电池系统。 XV Crosstrek Hybrid是斯巴鲁为美国市场设计的一款混动车型,将在2013年纽约国际车展中亮相,并将于今年秋季在美国上市发售。 松下公司表示,随着人们环保意识的增强,环保型汽车未来的市场需求预计将出现快速增长,为了应对这一趋势,该公司正在拓展其电池业务,目前已经有越来越多的汽车制造商采用其生产的镍氢电池及锂电池系统。 2011年底,松下宣布将向丰田汽车生产的插电式混合动力版普锐斯提供锂电池。该公司早在1997年便开始研发用于混合动力汽车的镍氢电池,并于2004年实现了量产。
[汽车电子]
东芝电动车充电思路:同时配备快速充电座和电池
  当大部分其他公司开发独立充电座时,日本东芝公司考虑为电动车的充电系统同时配备快速充电座和充电电池。东芝该设想最早在2010年6月16-18日的智能电网展上提出,而现在的细节思路进一步明朗化。   按照公司看法,随着电动车数量与日俱增,对于快速充电的需求也日渐提升,这无疑将加重电网的负荷。东芝提出了新的快速充电系统思路:同时提供带锂离子充电电池与双向AC-DC(交流-直流)转换器的快速充电座,以平衡电网负荷,并且满足电力公司与地方政府推广电动车的需求。这里的锂离子充电电池很可能选用东芝SciB锂离子电池,该电池用钛酸锂LTO取代常见石墨作为阴极材料,降低了电池劣化速率。   当电网处于稳定状态时,PV(Photovoltai
[汽车电子]
东芝电动车充电思路:同时配备快速充电座和<font color='red'>电池</font>
小广播
最新汽车电子文章
换一换 更多 相关热搜器件

 
EEWorld订阅号

 
EEWorld服务号

 
汽车开发圈

电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved