新能源汽車(chē)鋰電池包使用的是什么材料?

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-01-15 12:56  瀏覽量：次

　　新能源汽車(chē)鋰電池包使用的是什么材料?電池包是新能源汽車(chē)核心能量源，為整車(chē)提供驅(qū)動(dòng)電能，它主要通過(guò)殼體包絡(luò)構(gòu)成電池包主體。鋰電池包由于其在各方面的性能優(yōu)點(diǎn)在電動(dòng)汽車(chē)上得到了大量的運(yùn)用，本文存能電氣小編將給大家介紹一下新能源汽車(chē)鋰電池包使用的材料。

　　新能源汽車(chē)發(fā)展迅速，已逐漸成為未來(lái)汽車(chē)重要發(fā)展方向。新能源汽車(chē)鋰電池包作為汽車(chē)的主要儲(chǔ)能元件，直接影響到汽車(chē)的性能。鋰電池包具有能量高、功率高、壽命長(zhǎng)、充電快、污染少等優(yōu)點(diǎn)，成為新能源汽車(chē)的首選電池。中國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)迎來(lái)的快速增長(zhǎng)，鋰電池包材料行業(yè)亦迎來(lái)快速發(fā)展的利好局面和巨大市場(chǎng)商機(jī)。

　　新能源汽車(chē)鋰電池包使用的是什么導(dǎo)熱材料？

　　導(dǎo)熱硅膠片：導(dǎo)熱硅膠片是以有機(jī)硅膠為主體，添加填充料、導(dǎo)熱材料等高分子材料，混煉而成的硅膠，具有較好的導(dǎo)熱、電絕緣性能，廣泛用于電子元器件、鋰電池散熱系統(tǒng)中。汽車(chē)工作時(shí)需要連續(xù)抖動(dòng)震動(dòng)，導(dǎo)熱硅膠片的柔軟度，剛好可以起到減震、緩沖的效果，并且緊緊的貼合在熱源與散熱器之間，保證了汽車(chē)運(yùn)動(dòng)中的熱傳導(dǎo)有效可靠性。

　　導(dǎo)熱硅膠片散熱性能：

　　1.無(wú)需螺絲固定,減低零件成本,提高生產(chǎn)效率。

　　2.全面接觸,提供更有效的散熱效果。

　　3.良好的使用溫度范圍-54℃-250℃,短期可耐300℃高溫。

　　4.高介電強(qiáng)度,確保電氣絕緣特性。

　　5.單組份,使用及其簡(jiǎn)便。

　　6.彈性粘接,防震,吸震,可用于震動(dòng)源電器設(shè)備中。

　　7.粘合速度快,粘接力強(qiáng),粘接力持久。

　　8.適合不同產(chǎn)品設(shè)計(jì)及工藝流程。

　　電池包組成主要包括電芯、模塊、電氣系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、殼體和BMS。動(dòng)力電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)要以滿足整車(chē)的動(dòng)力要求和其他設(shè)計(jì)為前提。同時(shí)要考慮電池系統(tǒng)自身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和安全及管理設(shè)計(jì)等方面。設(shè)計(jì)流程為：確定整車(chē)設(shè)計(jì)要求、確定車(chē)輛功率及能量要求、選擇匹配合適的電芯、確定電池模塊的組合結(jié)構(gòu)、確定電池管理系統(tǒng)及設(shè)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真模擬及具體試驗(yàn)驗(yàn)證。

　　新能源汽車(chē)鋰電池包殼體設(shè)計(jì)要求：

　　(1)具有維護(hù)的方便性。

　　(2)在車(chē)輛發(fā)生碰撞或電池發(fā)生自燃等意外情況下，宜考慮防止煙火、液體、氣體等進(jìn)入車(chē)廂的結(jié)構(gòu)或防護(hù)措施。

　　(3)電池箱應(yīng)留有銘牌與安全標(biāo)志布置位置，給保險(xiǎn)、動(dòng)力線、采集線、各種傳感元件的安裝留有足夠的空間和固定基礎(chǔ)。

　　(4)所有無(wú)極基本絕緣的連接件、端子、電觸頭應(yīng)采取加強(qiáng)防護(hù)。在連接件、端子、電觸頭接合后應(yīng)符合GB4208-2008防護(hù)等級(jí)為3的要求。

　　⑸鋰電池包零件緊固可靠、無(wú)銹蝕、毛刺、裂紋等缺陷和損傷

　　六大鋰電池包材料將打破障礙突破口：

　　1、鈦酸鋰

　　鈦酸鋰的優(yōu)勢(shì)主要有:循環(huán)壽命長(zhǎng)，屬于零應(yīng)變材料，不生成傳統(tǒng)意義的SEI膜;安全性高，其插鋰電位高，不生成枝晶，且在充放電時(shí)，熱穩(wěn)定性極高;可快速充電。

　　劣勢(shì):目前限制鈦酸鋰使用的主要因素是價(jià)格太高，高于傳統(tǒng)石墨，另外鈦酸鋰的克容量很低，為170mAh/g左右。只有通過(guò)改善生產(chǎn)工藝，降低制作成本后，鈦酸鋰的長(zhǎng)循環(huán)壽命、快充等優(yōu)勢(shì)才能發(fā)揮作用。結(jié)合市場(chǎng)及技術(shù)，鈦酸鋰比較適合用于對(duì)空間沒(méi)有要求的大巴和儲(chǔ)能領(lǐng)域。

　　2、石墨烯

　　優(yōu)勢(shì):石墨烯自2010年獲得諾獎(jiǎng)以來(lái)，廣受全球關(guān)注，特別在中國(guó)。國(guó)內(nèi)掀起了一股石墨烯研發(fā)熱潮，其具諸多優(yōu)良性能，如透光性好，導(dǎo)電性能優(yōu)異、導(dǎo)熱性較高，機(jī)械強(qiáng)度高。

　　作為正負(fù)極添加劑，可提高鋰電池包的穩(wěn)定性、延長(zhǎng)循環(huán)壽命、增加內(nèi)部導(dǎo)電性能。

　　劣勢(shì):鑒于石墨烯當(dāng)前的批量生產(chǎn)工藝不成熟、價(jià)格高昂、性能不穩(wěn)定，石墨烯將率先作為正負(fù)極添加劑在鋰電池包中使用。

　　3、硅碳復(fù)合負(fù)極材料

　　優(yōu)勢(shì):硅碳復(fù)合材料作為未來(lái)負(fù)極材料的一種，其理論克容量約為4200mAh/g以上,比石墨類(lèi)負(fù)極的372mAh/g高出了10倍有余，其產(chǎn)業(yè)化后，將大大提升電池的容量。

　　劣勢(shì):充放電過(guò)程中，體積膨脹可達(dá)300%，這會(huì)導(dǎo)致硅材料顆粒粉化，造成材料容量損失。同時(shí)吸液能力差。循環(huán)壽命差。目前正在通過(guò)硅粉納米化，硅碳包覆、摻雜等手段解決以上問(wèn)題，且部分企業(yè)已經(jīng)取得了一定進(jìn)展。

　　4、富鋰錳基正極材料

　　高容量是鋰電池包的發(fā)展方向之一，但當(dāng)前的正極材料中磷酸鐵鋰電池的能量密度為580Wh/kg,鎳鈷錳酸鋰的能量密度為750Wh/kg，都偏低。富鋰錳基的理論能量密度可達(dá)到900Wh/kg，成為研發(fā)熱點(diǎn)。

　　富鋰錳基作為正極材料的優(yōu)勢(shì)有:能量密度高、主要原材料豐富。

　　劣勢(shì):首次放電效率很低、材料在循環(huán)過(guò)程析氧，帶來(lái)安全隱患、循環(huán)壽命很差、倍率性能偏低。但潛力巨大。

　　5、涂覆隔膜

　　隔膜對(duì)鋰電池包的安全性至關(guān)重要，這要求隔膜具有良好的電化學(xué)和熱穩(wěn)定性，以及反復(fù)充放電過(guò)程中對(duì)電解液保持高度浸潤(rùn)性。

　　涂覆隔膜的作用是:提高隔膜耐熱收縮性，防止隔膜收縮造成大面積短路;涂覆材料熱傳導(dǎo)率低，防止鋰電池包中的某些熱失控點(diǎn)擴(kuò)大形成整體熱失控。

　　6、碳納米管

　　碳納米管自身具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能，同時(shí)由于其脫嵌鋰時(shí)深度小、行程短，作為負(fù)極材料在大倍率充放電時(shí)極化作用較小，可提高鋰電池包的大倍率充放電性能。利用其獨(dú)特的中空結(jié)構(gòu)、高導(dǎo)電性及大比表面積等優(yōu)點(diǎn)作為載體改善其他負(fù)極材料的電性能。

　　缺點(diǎn):碳納米管直接作為鋰電池包負(fù)極材料時(shí)，會(huì)存在不可逆容量高、電壓滯后及放電平臺(tái)不明顯等問(wèn)題。

　　隨著新能源汽車(chē)一系列相關(guān)政策落地，動(dòng)力鋰電池包、充電樁等相關(guān)產(chǎn)業(yè)也迅速崛起，相信在未來(lái)幾年伴隨著儲(chǔ)能技術(shù)的提升、鋰電材料價(jià)格的規(guī)范，動(dòng)力鋰電池將會(huì)迎來(lái)新的產(chǎn)業(yè)高峰！