电动车新科技,5分钟电池满血,使用中容量
当下,新能源汽车用户们感觉最头疼的,就是电池续航里程不足,和长时间的充电等待。现有的条件下,一个标准的新能源车充电桩,需要几个小时才能充满电,快充也要一个多小时,充满电的新能源汽车可以跑~公里。相比燃油车只需要几分钟加油,却能跑公里以上,这在某种程度上大大地制约了电动汽车的发展和推广。提升新能源车电池容量,降低成本,减少充电时间,无疑是各个新能源车厂家,不惜投入重金研发的最关键技术。
以色列不愧为一个拥有大量创新技术公司的国家,以色列的StoreDot公司宣布,成功开发出新型快速充电电池,只需5分钟就能让电池电量从30%冲到%。这个充电速度大约有8C,确实挺快的了,当然这需要配套的大功率的充电桩。
通常更快的充电速度,会对电池寿命产生不良影响,快充时,电池极化大,导致析锂副反应发生。StoreDot实现快充的关键是使用了超薄涂层的硅负极(10μm),因为纳米硅材料的克容量远高于石墨,所以较薄的涂层即可实现高容量。使用纳米尺寸的硅负极材料,进一步减少了锂离子传输路径,所以能够实现高倍率充放电。
不过硅在充放电循环过程中,体积有可能膨胀很大,颗粒容易破碎,且难以形成稳定的SEI膜,因此循环性能较差。为了解决这个问题,该技术使用了自愈合粘结剂,稳定了硅颗粒与导电剂、集流体的粘结。在电解液和制备方面也做了改进,使得在硅负极表面能够生成较为稳定的SEI膜。
该电池主打的应用场景是新能源车,两轮车、电动车、无人机等。不过纳米硅负极当前的成本比较高,该电芯的成本也就不低。此外,硅作为负极的能量转换效率不如石墨,且循环寿命差,因此对快充需求不强的储能场景,该款快充电池并不适用。
鱼和熊掌不可兼得,该产品的核心亮点是快充,能量密度约Wh/kg,跟磷酸铁锂差不多,显然为了达到快充的目的,该电池并未达到三元锂电池的最佳容量,牺牲了容量和循环寿命等部分性能。
所以容量、快充时间和电池衰减寿命,是几个难以调和的矛盾。目前,电动车动力电池的有效使用寿命约为8~10年,一旦电池性能衰减到额定值,就需要去更换电池,而整车更换电池将会十分昂贵。
虽然StoreDot公司的快充新技术,解决了充电等待的问题,但因为经常使用快充模式,在使用周期内,衰减问题会日益严重,电动车的续航里程也会随之而下滑,比如出厂时能跑%续航里程,三、五年后可能就只能跑80%了。
为了解决电池容量衰减问题,StoreDot公司公布了一项新技术,使用该技术可以通过无缝后台修复机制,使电池在使用时“自愈”再生,彻底解决衰减问题。
该技术实际为新开发的系统,声称可通过软件算法,结合相应的硬件,识别性能不佳或过热的电池、电池组,暂时禁用并主动修复它们以达到%的性能。
使用该技术,可以延长电池寿命、保证续航里程,同时也可以防止电池过热和热失控,提高电池安全。
目前尚不清楚该技术细节,估计是使用过程中,通过对电池内阻和温度进行监控,同时可以单独对部分性能不佳的电池进行隔离修复。
电池管理系统(BMS)停用单个电池,并不是什么新鲜事。例如,电池中的电压下降过多或过热时切除电池。然而,这种停用通常是永久性的,直到在返厂更换相应的单元或整个模块。
StoreDot新开发的系统包括“一系列软件算法和相应的硬件”。除了“充电模式”和“放电模式”,电池管理系统还包含“诊断模式”和“恢复模式”。该系统应该能够暂时停用单个电池或电池串,“以便主动将它们恢复到%的性能”。驾驶员可能不会注意到发生了什么事。
StoreDot没有具体说明如何进行维修或翻新。然而,该公司最近获得了一项名为“通过深度放电恢复电池组的缺陷电池和/或电池组”的专利,该专利描述了这些方法。
据说现在该技术已经基本完成,处在试验阶段,结合该公司快充技术,这将使电动汽车充电时间减少近50%,StoreDot公司已经正式公布了这项电池技术专利,新系统允许电池在使用周期内“再生”,寿命有效延长70%!
StoreDot首席执行官DoronMyersdorf表示,“这项最新专利可在运行时修复,是自我修复电动汽车一项新进展。这种方法真正具有变革性,为电动车主带来巨大利益,提高车辆性能、安全性和寿命。它还在消除里程焦虑方面发挥着至关重要作用,而里程焦虑仍然是拥有电动汽车的主要障碍。”
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