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          電池革命如何“定義”未來出行




          日期: 2019/12/16      來源:中國青年報      作者: 邱晨輝

            今天的人們已經很難離得開電池,今年10月,鋰電技術一舉拿下2019年諾貝爾化學獎,這一前沿技術在電動汽車、手機、筆記本電腦等領域的應用日益成熟。那么,電池革命將如何重新“定義”汽車?人們的出行在未來又將有哪些可能?

            在近日由中國科協調宣部主辦、中國科技新聞學會等承辦的“科學麻辣燙”活動上,北京理工大學材料學院教授陳人杰、北京理工大學機械與車輛學院教授何洪文等專家學者就這些問題進行探討。

            “出不了遠門”“電動汽車續航短”等問題,長期困擾著“電動一族”。

            陳人杰說,科學家一直致力于提升電池的“電力”,開發具有更高能量密度的電池體系。從鉛酸電池到鎳鎘電池,再到如今的鋰離子電池,電池材料不斷變化,電池的能量密度已經有很大的提升。

            “和現有的鋰離子電池相比,鋰硫電池的能量密度可以做得更高。”陳人杰稱,目前他所在的研究團隊正在開發高性能電池體系,利用新的材料,提升電池的能量密度、循環性能、功率特性和安全性等。

            除了利用新材料,科學家還可以通過電池的充放電管理,來讓電池的“電力”更加持久。

            何洪文說,動力電池系統的性能,并非僅僅取決于單個電池的性能,還和電池組有關。鑒于動力電池組具有的“木桶效應”,以及充放電末期具有的“掃帚效應”,加強對動力電池組的能量、安全、耐久性管理也很重要。

            在他看來,通過建立電池的高精度模型,采用先進的估計算法并引入狀態反饋修正,可以有效保證電池狀態量的估計精度。

            另一個備受關注的問題,就是電動汽車的電池安全性。過去幾年,電動汽車電池著火的消息時常見諸報端,電池的安全性屢屢被提及。

            “雖然電動汽車暴露出一些安全隱患,但可以從安全的動力電池材料體系、動力電池的安全管理等方面著手解決。”何洪文說,我國已率先建立了新能源汽車的三級監管平臺,有了較好的一手數據積累。

            在他看來,目前汽車行業內也正在從動力電池安全風險在線評估、異常性能單體的預警管控以及整車的安全防護系統設計等多方面,構建安全保障體系,完善電動汽車的安全性能。

            “鋰離子電池易燃,主要和電解液有關。”陳人杰說,現有電池的制造工藝、生產過程的安全管理較之過去已經有了很大提升,但是依然使用液態電解質,未來可以研發固態的電解質體系,提升電池的安全性。

            具體來看,可以從兩方面入手,一方面是電池材料的優化和改良,另一方面是對電池的結構和制備工藝的改進。

            “大數據、云管控、智能化,也為完善動力電池的安全管理,提供了新抓手。”何洪文說,通過安全的電池材料體系升級,再輔以智能化的動力電池管理,有望進一步完善動力電池系統的安全性能。



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