现在越来越多人因为“绿色、省钱、省心”的特点选择电动汽车,正当消费者为不用加油松了口气时,“买得起电车,换不起电池。”又成了个新问题。

电动车人人都知道,但了解锂电池的人就不多了。为什么它不便宜?这要归因于电池技术的创新与成本。锂电池是拉开电动车性能差距的核心,它的好坏直接关乎汽车的续航里程电池寿命充电快慢安全性能

电车换电池有什么条件(换电池却犯了难)(1)

本期小石头就锂电池研发问题,连线了中国石化科技部副总经理袁霞光:

对比全球先进,中国石化锂电池材料技术目前处于什么水平?

经过5年持续攻关,中国石化在锂电池关键材料如三元正极材料硅碳负极材料隔膜材料电解液材料软包材料等方面均取得技术突破,技术研发方面与国外水平相当。但目前还没有全面形成工业化产能。

袁霞光提到的

正、负级材料、电解液和隔膜

可以说是锂电池的

骨骼、血液和肌肉

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正极材料是锂电池的核心材料之一,对产品最终的能量密度、电压、使用寿命以及安全性等有着直接影响,也是锂电池中成本最高的部分,约占整个动力电池成本的40%。

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高镍▲

目前常见的锂电池有两种,三元正极与磷酸铁锂平分秋色,其他正极材料在动力电池领域已基本被淘汰。之所以这么起名字,是因为三元锂电池的正极材料,包含“镍钴锰(或铝)”3种金属元素,镍含量越高,电池就越耐用。

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【中国石化的跨界】

目前,上海石油化工研究院已完成高镍三元正极材料的研发,部分牌号实现试产和试销。

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负极材料是电池充电过程中,锂离子和电子的载体,主要影响电池能量密度、充放电效率。在电池成本中约占5%~10%。负极材料最早用的是石墨,但随着国家对锂电池性能要求的不断提高,石墨负极在目前的电池应用中已发挥至极限。后来用上了硅,它的理论容量是石墨材料的10倍以上。然而,硅材料在循环过程中会产生较大体积膨胀,易导致电池容量衰减。再后来,有研究人员把石墨和硅合二为一,变成当下最有前景的硅碳负极材料。

【中国石化的跨界】这种材料,上海石油化工研究院项目团队已完成研发。他们还开发了硅碳负极配套的石墨烯导电剂,解决了市售炭黑类导电剂内阻大等问题,显著提升了硅碳负极大倍率充放电的循环稳定性,为硅碳负极下游推广试用提供技术支撑。

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电解液被称为锂离子电池的“血液”, 是电池正负极之间用以传导离子的通道。充电放电时,就如同一场蚂蚁搬家式的接力赛。

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电解液的组成▲

电子,在正负极间来回跑;离子,在电解液里来回跑,而电解液,就相当于离子的高速公路。

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它对电池的比容量、工作温度范围、循环性能和安全性能等起着至关重要的作用。

【中国石化的跨界】

上海院经过多年探索,以溶剂、添加剂和配方为核心,建立了电解液基础研究—材料合成—评价应用的系统开发流程,所开发的电解液不仅性能高,而且安全稳定。

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隔膜是一种特殊材料,隔开正负极的同时,也能让电解质中的离子顺利通过,实现充放电。

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扬子石化锂电池隔膜料样品

目前,中国石化扬子石化生产的超高分子量聚乙烯电池隔膜料(UHMWPE),是目前国内市场综合性能最优的隔膜材料之一。

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UHMWPE隔膜料

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【中国石化的跨界】

2017年,扬子石化首次实现了超高分子质量聚乙烯隔膜专用料的工业化试生产,填补了国内空白,成为国内首家成功开发锂电池隔膜料的生产企业。

怎么样

当你驾驶着电动车行驶在马路上时

可曾想到一块电池背后

竟也有这么大的学问

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