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想要实现动力电池快速充电有哪些新的方向?
发布时间:2022-08-11 阅读量:222 来源:我爱方案网整理 作者:我爱方案网

近年来,出现在市面上的电动汽车越来越多。因为环保的优点,电动汽车受到了很多用户的青睐。很多电动车主都有过这样一个体会,电动汽车比较智能化,车内的应用功能很多,但是需要充电,有的人们不会接受这些问题,我们一起看看电动汽车充电速度是由哪些因素来控制呢?

 

动力电池的充电速度由动力电池本身使用的电极材料、充电桩充电功率、动力电池温度三点决定。石墨烯电池具备超快速充电的能力,但石墨烯的量产依旧是难题。

 

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电动汽车在国家政策的推动下开始加速发展,而对于刚刚接触纯电动汽车的消费者而言,最为关心的还是 充电时间和续航里程的问题。但在目前的技术水平下,充电时间与续航里程往往难以兼得,因此在动力电池的发展过程中出现了两种不同的性能取向,一种更加专注于增加增加动力电池的能量密度,从而增加续航里程;而另一种则更加专注于改善动力电池的充电性能 ,以缩短电动汽车的充电时间。

 

对于国内电动汽车的发展现状而言,充电桩的布局大多集中在市区当中,大多数消费者选择电动汽车主要也是作为上下班的代步工具,因此可能更多的电动车消费者对于充电速度有着更高的期待,而续航里程基本能够满足使用需求。那么,当下影响动力电池充电速度的因素有哪些?又有没有哪些黑科技能够让动力电池具备极快的充电速度呢?

 

影响动力电池充电速度的因素有哪些

 

1. 由动力电池本身使用的电极材料决定

 

要说影响动力电池充电速度的因素,动力电池本身所使用的材料起到了至关重要的作用。充电时,锂离子需要加速瞬时嵌入到负极,这对动力电池负极快速接收锂离子的能力有着很大的挑战。因此,若要想提高动力电池的充电速度,其电池电极材料的应用成为了关键。

 

动力电池具备更高的充电速率,就意味着电极材质较为活跃,日常使用当中、特别是充电过程当中可能会带来更多的不稳定性以及更大的发热量。因此,通过改善电极材质达到提升充电速率的方式,会导致动力电池成本的直线上升。

 

2. 由充电桩充电功率决定

 

既然充电是一个充电桩与电动汽车交互的行为,那么充电桩也会影响充电速度的快慢。因不同运营商的充电桩,能够输出的充电功率也不同。在动力电池能够兼容的情况下,更高的充电功率能够直接影响充电速度。

 

例如保时捷在近期发布的800V超快速充电技术,其能够在20分钟的充电时间下获得400公里的续航里程,而其充电速度快的主要原因,就是在于其采用了相比目前快速充电系统高出一倍的充电功率。但更高功率的充电桩将会在短时间内消耗大量电网资源,大面积的应用也会对电网造成巨大负荷。

 

3. 由动力电池温度决定

 

动力电池的充电、放电,实质上是一种可逆的化学反应,而化学反应在不同的环境温度下会呈现出不同的反应速度。动力电池低于理想使用温度时,低温会降低电极的活跃性,导致充电速度降低;而高于动力电池使用温度时,电极会过于活跃产生诸多不稳定的因素,存在一定风险。 目前,市面上已经有一部分电动汽车 具备动力电池加热及制冷系统,能够在低温或高温环境当中保证稳定的充电速度。

 

想要实现动力电池快速充电有哪些新的方向?

 

目前提升动力电池充电速度的主要方向依然在使用新型电极材料上,若仅仅提升充电功率而电池无法获得如此之快的转化速度,也就将前期发展电动汽车产业的宝贵资源,白白浪费在了建设用不了的充电桩当中。

 

那么目前都有哪些新型的电极材料,能够有效提升动力电池的充电速度呢?

 

1. 钛铌氧化物负极材料

 

钛铌氧化物是基于钛酸锂的基础上研发而来的,主要优势在于相对于钛酸锂理论容量175mAh/g ,钛铌氧化物的理论容量在280mAh/g左右。


去年10,东芝宣布成功研发新-代车用锂离子电池,有望在2019年商用。该电池正是采用了钛铌氧化物材料,相对目前三元、磷酸铁锂等技术,其实现了颠覆性进步。新电池具备能量密度高、充电效率快等优点,只需充电6分钟就能达到90%的电量,可行驶320公里。目前锂电池平均需30分钟才能充至80%电量。

 

2. 石墨烯负极材料

 

石墨烯在锂电池的应用中,主要做负极活性材料和导电添加剂 ,可以大幅改善导电情况,降低内阻,提升放电及充电速率,容量更高。近期,三星发布了一则报告称,目前已研发出了基于石墨烯材料的新电池技术,基于石墨烯材质所造的电池将会比目前市面上的普通电池高出45%的容量,能够在提高容量的同时拥有比标准充电速度快5倍的充电速度。

 

但目前的科技水平,在石墨烯的提取过程中仍然存在着很多难题,并无法实现量产,提炼的过程当中也可能带来很大的环境污染问题。因此,石墨烯动力电池若要实现应用还有很长的路要走。

 

关于我爱方案网

 

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