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动力电池应用杂谈 新能源及新能源汽车作为国家“十二五”战略性新兴产业，在政府的强力支持和各科研单位及企业的共同努力下，产业得到了飞速的发展，产业规模也不断扩大。! u9 _8 z: i8 I+ j; @$ Q f5 A1 x9 j? ? 动力电池作为新能源汽车的核心部件，其性能好坏是决定新能源汽车能否发展的关键。锂离子电池是当今国际公认的最合适的化学能源，已成为新能源汽车动力电池的首选。随着全球新能源汽车产业的快速发展，对动力锂离子电池的需求将呈现爆发式增长的趋势。但与此不相适应的是动力电池在能量密度、安全性、循环寿命、高低温性能、快速充电等方面都与市场期盼存在较大差距。8 A1 m3 r. U* Q7 S7 h6 ]( ^【一】 f( E4 ]4 g* n5 \1 F E??U ^- y7 _6 Y9 \??Q4 Q/ Y$ _ q? ? 能量密度低 X+ O- J- ]; U( [7 H7 l+ d2 e3 \% Z$ x? ? 动力电池能量密度的高低是电动汽车续航里程长短的重要参数。新能源汽车要进入寻常百姓家中，续航里程是老百姓考虑的第一要素。电动汽车续航里程的终极目标，是要达到或者超越传统燃油汽车。近些年来，各国科学家积极探索，对现有的锂离子电池能量密度进行了不断的提升，但是由于材料本身的化学特性，提升力度有限。科学家也在尝试其他新 HYPERLINK /search.php?mod=forumsrchtxt=电池材料formhash=592a7362searchsubmit=truesource=hotsearch \t _blank 电池材料，例如锂空气电池、锌空电池、液流电池、燃料电池等等，虽然取得了一定的研发成果，但是距离商业化、批量化还有很长的路要走。目前来看，锂离子电池的能量密度要达到传统燃油的能量密度，仍是一个较为遥远的梦想。# ~4 f8 Q* \( c , |3 ?7 U0 T, u5 v; w? ? 当前来看，汽车动力电池对能量密度的基本要求为100～160Wh/Kg，越高越好。为了解决能量密度低的问题，对电动汽车的设计提出了轻量化的要求。当前全球电动汽车的领跑者美国TeslaModel S，在设计上考虑了汽车轻量化的要求。和普通汽车相比，Tesla Model S省去了汽油机、油箱、变速箱、传动轴等等，这让车身结构变得空前简洁，几乎就分底盘、车身两个部分。其轮胎和电动机几乎融为一???，而整个底盘由电池组成，电池和框架紧密结合，刚性很好很强大。(图1、图2)1 g+ k! k4 N/ K1 M+ i 7 Q4 h2 k2 @* T9 K6 \ O0 W? ? 【二】0 X* x, P k# G P??j; P$ w% k+ Q9 X( ~( @/ m7 k? ? 安全性能有待提高5 _ }9 X `3 n% z- v; e% P??V 9 b k3 r q ]3 n? ? 电动汽车对动力电池安全性能的最低要求是一般情况下不能起火，任何情况下不能爆炸。满足认证要求，安全性主要从以下两方面来讲述：9 p??}$ z+ M/ K; U1 b6 q- a+ J/ w2 ~3 ^; s H S) c; a? ? 1、电池一致性问题# I5 A% U8 L) p4 `. R3 e1 Z1 `* z8 I/ a j4 H! D \7 f? ? 众所周知，锂离子电池的一致性是目前难以解决的一个技术难题。电动汽车对动力电池安全性的要求几乎达到苛刻的地步，传统的手工操作难以满足电池对一致性的要求，取而代之的是现代化的自动线和流水线作业。然而自动化生产带来的另一个弊端就是，一旦某个工序或者细节出现了问题，机器或者流水线是难以识别出来的。可喜的是，我们看到某些工序的自动化程度和设备精度越来越高，例如涂布、卷绕、封装、注液工序，日韩在这方面的技术领跑世界。6 U; C* k/ b# u7 _4 i* h: t* ]1 k6 ?1 [/ p! _$ j? ? 同样，在PACK成组后，也同样存在一致性的问题。PACK由模组组成，模组由电芯通过串并联完成。电芯的制造工艺相对成熟，而PACK的成组工艺，现在全球几乎都没有一个绝对的标杆经验可以让大家学习，企业均在探索中发展、在摸索中前进。动力电池有三种形状，圆柱、方形钢壳、软包，如何将这些电池的连接工艺做到一致性，比较艰难。电动汽车的领跑者Tesla Model S85kWh版本，由7000个电芯组成，电芯的具体型号是松下NCR-18650A型(3.7V，3100mAh)。如何将这7000个电芯按一致的工艺连接在一起，是一个挑战。把数千个电池管理好了可不简单，电池的一致性、输出、充电等都需要精细的管理，而这套管理系统也正是Tesla