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锂离子等新型动力蓄电池成组应用技术和设备研究必威体育精装版进展

1、锂离子动力电池推广应用的条件日趋成熟

在国家“863”电动汽车重大专项和市场前景的双重推动下，锂离子动力电池关键技术、关键材料和产品研究都取得了重大进展．其技术和经济性优势显著，推广应用的条件已经日趋成熟：

1.1比功率和使用寿命已根本满足电动汽车的要求

如盟固利提供应北京奥运电动公交车的新型离子动力电池总成比能量已经超过90Wh/Kg。适用于11M以上的电动公交车用160Kwh锂离子动力电池总成重量约1.8吨，仅为同等电量的新型铅酸动力电池总成重量〔≥6吨〕的30%左右。单体电池标准循环寿命已经超过800次，假设成组应用技术能适应锂离子动力电池特点，电池总成工况使用寿命有望超过1200次；假设用于电动汽车可行驶15万公里左右。锂离子动力电池的比能量和使用寿命已根本满足电动汽车的需求。

说明：标准循环寿命指按国家标准规定进行的循环寿命试验,工况使用寿命指商业运行实际循环寿命，与标准循环寿命的区别是：放电深度下降，可提高电池寿命，寿命终止的条件由80%下调到60%，至少可增加有效电能30%以上。

1.2锂离子动力电池本身并无严重平安问题

国家标准规定了比其它电池严格的锂离子动力电池平安试验标准。通过国家标准平安试验的锂离子动力电池，本身已具有良好的平安性。普遍关注的锂离子动力电池的平安问题，主要是充电过程中发生过充电、过放电、超温和过流问题所致，并非电池本身存在平安问题。造成电池总成发生使用寿命下降、燃烧、炸裂的主要原因，是将无法适应锂离子等新型动力电池，而只能适应普通铅酸等非密封类富液电池的，基于电池总成端电压的恒压、恒压限流以及多阶段恒流等充电控制技术应用于锂离子动力电池，造成局部电池过充电、过放电、超温和过流所致。只要采用适应锂离子动力电池特点的新型充电、放电和维护技术及设备，就不会发生过充电、过放电、超温和过流问题，锂离子动力电池总成即具有良好的平安性。

1.3锂离子动力电池同比价格已低于新型铅酸电池

当前，盟固利电动车用锂离子动力电池零售价格已下降到4元/Wh左右。160KWh11米电动公交车用电池总成价格低于60万元。批量供货价格可以更低。假设使用维护正确，可行驶15万公里以上。而12V/85AH的铅布电池的售价为1500元～3500元之间，160KWh的电池总成价格约22万元，即是行驶3万公里以上〔是不可能的〕，行驶15万公里至少需要4组电池，总价在80万元以上。锂离子动力电池假设能实现2元/Wh的“863”目标，那么同比价格可低于铅布电池的50%以上。

铅酸电池总成重量超过6吨，而锂离子动力电池总成的重量小于2吨。电动汽车安装铅酸电池比锂离子动力电池损失运力4吨左右〔相当于全部有效载荷〕，从运行经济性和同比价格考虑，锂离子动力电池的经济性远优于铅酸动力电池。

1.4当前锂离子动力电池的产能建设已经初具规模。

2、成组应用技术滞后已严重制约锂离子动力电池产业的开展

前一阶段锂离子动力电池工作关注的重点是关键技术、关键材料和产品研究。锂离子动力电池的成组技术，成组充电、放电和维护管理等应用技术没有得到应有的重视，致使锂离子动力电池的充电、放电和维护管理技术及设备研究严重滞后于电池技术的开展。当前仍普遍采用的是不能适应锂离子动力电池特点的非密封类普通富液铅酸电池所应用的技术和设备。错误地将因成组应用技术落后而造成的过充电、过放电、超温和过流问题引起的成组电池寿命下降、燃烧、炸裂等问题，转嫁到电池本身。“锂离子动力电池容易燃烧、爆炸”等错误舆论，已经严重制约其推广应用和产业开展。

铅酸电池的电动势和开路电压是电解液的函数：

?

???开路电压=1.850+0.917(ρ酸-ρ水)

可简化为:开路电压=ρ酸+0.84

式中:ρ酸:硫酸的比重

ρ水:水的比重

充电时端电压U=

放电时端电压U=

图2-1是一组标称电压为12V的电动汽车用铅酸电池总成〔72个电池〕充电过程中的状态：其中39只(占54.2%)电池超过平均电压，30只(占43.8%)电池低于平均电压。只有3只〔占4.2%〕电池等于平均电压。

严重的过充电，虽对电池造成了严重伤害，但无燃烧、炸裂等恶性事故发生之虑，已经被公认为“正常”。

图2-2是一个由103个电池串联组成的锂离子动力电池组充电过程的状态。其中，高于平均电压的有38个单体电池〔占36.9%〕，低于平均电压的有50个单体电池〔占48.5%〕，只有15个电池单体等于平均电压(占14.6%)。假设仍采用基于电池组端电压控制的充电技术，该电池组有36.9%以上的电池将发生过充电。对于锂离子、镍氢动力电池，过充电会严重伤害电池，甚至可能发生燃烧、炸裂等严重问题。当前普遍关注的锂离子动力电池的平安问