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纯电续航超1000km!揭秘“海绵硅负极片电池技术”如何化解里程焦虑

2024-06-19  |  来源:互联网 34浏览
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inkMacSystemFont, "font-size:16px;">新能源车发展至今,在政策和消费者需求的双重指引下,车企通过提高电池能量密度、空气动力学设计、轻量化设计等多种方式,已将主流车型的续航里程提升到600km甚至700km,但“里程焦虑”或多或少还是消费者心中过不去的坎儿。大家恨不得电动车要么充电快,要么续航高,二者兼得自然是*好。

广汽研究院动力电池团队深谙消费者痛点,在提升续航和充电速度两方面双管齐下,力求解决“里程焦虑”这一大难题。近日,搭载“海绵硅负*片电池技术”的广汽埃安AION LX Plus作为**续航超1000km的纯电车型进入工信部*新免征购置税目录,这标志着“海绵硅负*片电池技术”这项“黑科技”已全面落地。下面就为大家揭秘广汽研究院是如何通过“海绵硅负*片电池技术”化解“里程焦虑”的。

inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 搭载“海绵硅负*片电池技术”的广汽埃安AION LX Plus,纯电续航1008km inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 负*是锂离子的“收容所” inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 要想了解何为“海绵硅负*片电池技术”,还需先从动力电池的基本原理说起。电池的充放电本质上是锂离子在正负*之间“游泳”,锂离子跳入电解液,从正*移动到负*,就完成了一次充电;从负*移动到正*,就完成了一次放电。 inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> *近几年,“磷酸铁锂”“三元”“无钴”等锂电池领域的专业名词不断为消费者熟知,但这些技术都属于电池的正*技术。而锂离子电池中的负*材料,同样是影响电池容量的关键,却像个隐形人,很少被人提及和关注。 inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 在商用锂离子电池领域,负*材料大多采用石墨。石墨作为负*有很多优点,例如耐高温、耐氧化、抗腐蚀、导热、导电性能强等。 inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 硅负*倒是能吃,可惜消化不好 inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 既然石墨如此优秀,无论是研发、生产和制造都已经十分成熟,也是广大动力电池厂商选择的标准路径,那广汽研究院为什么还要研究“硅负*”呢?这就不得不提到石墨相对于硅的一个劣势——容量小。 inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 石墨的理论比容量只有372mAh/g,但硅的理论比容量可达4200mAh/g,相当于石墨的近十倍!用句流行的话说,硅就是老天爷追着给它喂饭吃,天生就是做动力电池负*的“好料”。如此高的比容量,再搭配高镍三元等技术,对于电动车的续航提升大有裨益。 inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 硅的理论比容量相当于石墨的近十倍 inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 但硅负*在天赋异禀的同时,也有它的不足之处——消化不好,吃多了容易胀气。硅负*材料在充放电过程中会膨胀收缩,体积变化很大,造成硅在多次循环的过程中开裂、破碎,长此以往,从电池正*游过来的锂离子会发现,自己的“收容所”消失了,无处可去了,电池容量随之衰减,寿命就降低了。 inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 除此以外,硅负*这种特性,还会伤害固体电解质界面层(Solid Electrolyte Interface, SEI)。在锂离子电池首次充放电过程中,电解液会在负*表面发生副反应,形成一层覆盖于电*材料表面的膜,锂离子可以在膜内外畅通无阻,但电解液分子和电子却休想通过,避免了与电*的继续反应。 inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 石墨负*所形成的SEI致密、薄、规整,但硅负*不同,由于硅“消化不良”的特性,其体积膨胀时,会使SEI破碎,破碎初新露出的硅负*材料会与电解液持续发生副反应,一方面修复了破损的SEI,但同时又反应消耗了电池中的活性锂,从而会导致电池容量的持续衰减。 inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 海绵硅负*片电池技术厉害在何处? inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 这么一看,硅负*真的是“忧喜参半”,容量大的同时问题也不少。但广汽研究院既然敢把它量产,那必定是有办法治它。广汽研究院是如何治硅负*这个调皮家伙的呢? inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> **,广汽研究院赋予了它一个朗朗上口的名字——海绵硅负*片电池技术。 inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 海绵的特性就是吸水后膨胀,但把水排掉后又收缩回原来的体积,不会过分膨胀甚至爆裂。海绵硅负*片电池技术的核心原理就是,让电池内部的硅负*片变得像海绵一样柔软有弹性,使硅在充放电过程中的膨胀收缩被限制和缓冲,不会碎裂。同时,让硅负*发挥出大容量的优势,像海绵吸水一样,储存更多的能量。 inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 海绵硅负*片电池技术是由涉及正负*材料、粘结剂、电芯设计、工艺制造等一系列技术群所组成。 inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 在材料领域,包含有“纳米复合硅技术”。这项技术是通过把硅材料控制在纳米尺度,并在表面包覆一层保护层,控制微观形貌,*大程度降低硅在充放电过程中的体积膨胀。同时,这种表面包覆保护层也避免了硅直接与电解液接触,提升了界面的稳定性。所以,“纳米复合硅技术”的作用,是缓解硅材料在充放电过程中的膨胀。 inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 纳米复合硅技术 inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 而另一项“自修复功能的粘结剂技术”,是对*片中的粘结剂进行改性优化,使其具有优异的包覆、粘结和回弹性能,能使破损的硅负**片在膨胀收缩过程中得以修补,保持很好的电*结构的稳定性。这项技术是对膨胀收缩的电池*片予以“修复”。 inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 自修复功能的粘结剂技术 inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 在工艺制造领域,广汽研究院还开发了“梯度复合涂布技术”,通过硅负**片活性组分与非活性缓冲组分的梯度分布设计,大幅提升了活性层与集流体的结合力,改善了负**片本体的结构稳定性。这项技术是让硅材料在充放电过程中的膨胀得到“缓冲”。 inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 梯度复合涂布技术 inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 通过包含以上这些海绵硅负*片电池技术的技术群,动力电池单体电芯在同等电量的情况下,体积能够减小20%,重量能够减轻14%;电池电芯能量密度可达到280Wh/kg,处于行业**水平。这样就能实现在相同的、空间紧张的车辆底盘下,放更多的电池、存更多的电量、充更多的电,电动车也就能跑得更远了。同时海绵硅负*片电池技术的电池电芯还表现出非常好的低温容量保持率,-20℃容量保持率达到92%以上,优于市场上传统的石墨负*电芯,大幅提升了电动车在冬季低温条件下的续航表现。 inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> -20℃电池容量保持率对比 inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 自2019年以来,搭载海绵硅负*片电池技术的AION LX Plus已在新疆吐鲁番和海南分别进行了多轮高温试验,在黑龙江黑河进行了多轮高寒试验。广汽研究院开展了包括充电、续航、动力性、耐久性四大类六十多项的参数标定和试验验证,确保了电池技术与车辆性能的安全可靠。 inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 近期,广汽集团计划总投资3.36亿元建设自研电池电芯生产线,海绵硅负*电池的生产也有了保障! inkMacSystemFont, "font-size:16px;"> 对于新技术,总有人质疑“啥时候量产”或者“是不是PPT”,而广汽研究院自主研发的海绵硅负*片电池技术,已实实在在搭载在广汽埃安AION LX Plus,并凭借1008km的续航里程登上工信部*新免征购置税目录,很快就会与消费者见面!
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