¿Cuál es el cuello de botella de la tecnología de baterías para vehículos de nueva energía?
¿Cuáles son los obstáculos en la tecnología de baterías de nueva energía para automóviles?
En nombre del Ministro de Industria y Tecnología de la Información, desde la perspectiva del desarrollo industrial de mi país, con el continuo aumento de la popularidad y la propiedad de vehículos de nueva energía, el desarrollo industrial ha entrado en una nueva etapa, pero el problema del desarrollo desequilibrado e inadecuado se ha hecho evidente gradualmente: en primer lugar, la infraestructura de carga sigue siendo una deficiencia en el desarrollo; en segundo lugar, el sistema de políticas aún debe mejorarse; en tercer lugar, la tecnología central necesita más avances; en cuarto lugar, el servicio de circulación posterior al mercado; Es necesario mejorar el sistema.
Introducción a los cuellos de botella técnicos de las baterías de nuevas energías en los automóviles
Entre los componentes de las baterías de litio, existen otros materiales metálicos y no metálicos, como fosfato de hierro, manganeso, grafito. y titanato. , pero necesitan depender de "iones de litio". La inserción y extracción de este elemento en los electrodos positivo y negativo puede realizar la conversión mutua de energía eléctrica y energía química y, en última instancia, completar el proceso de carga y descarga. Pero el progreso tecnológico de las baterías de litio ha sido lento. Aunque el desarrollo de las baterías de iones de litio ha mejorado enormemente la densidad de energía y otras propiedades, según la ubicación actual y el tamaño del tanque de combustible del automóvil, la energía específica de la batería debe alcanzar los 500-700 Wh/kg, y el peso de la batería puede cumplir con la capacidad de carga del automóvil y los requisitos de distribución de carga por eje. Pero la densidad energética actual de las baterías de iones de litio es mucho menor que este valor. Por lo tanto, el aumento de la densidad energética de las baterías es un cuello de botella que restringe el desarrollo de baterías de iones de litio, que todavía es difícil de satisfacer la creciente demanda de productos electrónicos y vehículos eléctricos.
¿Dónde está el cuello de botella de la tecnología de baterías para vehículos de nuevas energías?
En los últimos años, los investigadores han trabajado arduamente para mejorar la densidad de energía (relación de capacidad de volumen de la electricidad), el valor, el factor de seguridad, las relaciones ambientales y la vida útil de las baterías de litio, y están diseñando nuevas baterías. Pero según Passerini, la tecnología tradicional de baterías de litio se está acercando a su cuello de botella y sólo hay margen para una mayor optimización. Para superar el problema del cuello de botella de la baja densidad de energía, académicos nacionales y extranjeros han realizado las siguientes investigaciones.
En cuanto a los materiales, los materiales del cátodo de las baterías de iones de litio utilizan aleaciones a base de silicio y estaño. La capacidad teórica de las baterías de iones de litio aumentadas con este material puede llegar a 4200Wh/kg y 990Wh/kg respectivamente, lo que puede satisfacer plenamente las necesidades energéticas de las baterías de vehículos eléctricos puros. Sin embargo, debido al enorme efecto de expansión del volumen del material durante el proceso de carga y descarga, el coeficiente de difusión del litio en la película de silicio es menor que en el mismo período del año pasado y el rendimiento electroquímico es significativamente peor. Por primera vez, las baterías de ánodo de aleación a base de estaño deben resolver los problemas de alta capacidad irreversible y bajo rendimiento del ciclo de carga-descarga, pero aún no se han industrializado en el campo de las baterías de energía pura para vehículos eléctricos.
Además, por un lado, la clave es lograr avances en la tecnología de preparación y la tecnología de formulación. Teniendo en cuenta la tecnología de preparación de la batería, utilizamos nanotecnología para mejorar el rendimiento de la batería y desarrollar nuevos nanomateriales. Teniendo en cuenta la tecnología de grupo, la estructura modular del sistema de batería de energía se puede diseñar racionalmente, lo que puede acortar la degradación del rendimiento causada por el paquete de batería compuesto de celdas y reducir la relación entre la consistencia de las celdas en el paquete de batería. A través de la gestión de energía del sistema de batería del vehículo real, se puede lograr una distribución razonable de energía de las siguientes maneras. La atención se centra ahora en la gestión de la energía, el equilibrio de carga y descarga y la estimación del SOC del paquete de baterías. En la investigación de la gestión de la energía de las baterías, académicos nacionales y extranjeros han realizado una extensa investigación sobre las estrategias de distribución y gestión de la energía de las baterías de los vehículos eléctricos híbridos, y han resumido las estrategias de regulación de potencia, estrategias de regulación de conmutación, estrategias de regulación de distribución de energía de factor fijo y estrategias de regulación difusa. , etc. Diversas estrategias de gestión y regulación energética.
Según el análisis anterior, la clave para las baterías de energía pura para vehículos eléctricos son las baterías de iones de litio. El principal obstáculo técnico para mejorar su rendimiento es mejorar aún más el nivel de rendimiento de las celdas de batería de los vehículos eléctricos puros y mejorar la gestión de los sistemas de baterías de energía de los vehículos eléctricos puros.