塑造电动汽车未来的五大电池技术

电动汽车

这是基本电动汽车电池技术的速成课程,从我们开始的地方到我们要去的地方。

自从卡尔·本茨发明了奔驰专利汽车以来,燃烧技术在过去140多年里不断发展,随着电动汽车的广泛采用,电池技术也将不断发展。从技术上讲,电动汽车并不是什么新鲜事,它可以追溯到20世纪初,在整个20世纪都受到追捧,但直到现在才成为主流。在过去的30年里,我们已经看到了几种电池技术,展望未来,令人兴奋的发展即将出现。所以这里是你的电动汽车电池技术速成课程,让你为即将到来的事情做好准备。

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1.铅酸电池

最古老的电池技术是铅酸电池,从电动汽车的角度来看,铅酸电池基本上已经不存在了。这些电池最类似于你在燃烧汽车中发现的普通汽车电池,也被用于为叉车和高尔夫球车提供动力。但他们也在早期的电动汽车上找到了用途,通用汽车EV1在早期车型上使用了16.5-18.7千瓦时的铅酸电池,可行驶55英里。

但作为一项早期技术,铅酸电池远非完美。它们很重,比能量低,在寒冷的天气中挣扎,每隔几年就必须更换,这使得它们不太理想。

2.镍氢电池

电动汽车电池的进化是以镍氢电池的形式出现的,这种电池已被用于许多混合动力汽车和早期的主流电动汽车,如日产聆风(Nissan Leaf)。与铅酸电池相比,镍氢电池最大的优点是寿命长,比能量高得多,这意味着同等重量的电池可以提供更多的能量正确地照顾和充电它的寿命很容易超过铅酸电池。

但镍氢电池也不是没有缺点,它们在寒冷的气候下也很难适应。它们的生产成本也更高,不使用时放电太快,效率不高,而且必须非常专门地充电以避免长期损坏。

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3.锂离子电池

目前电池技术的黄金标准是锂离子电池。它最初是为笔记本电脑和手机开发的技术进步,具有典型的长寿命和高能量密度。早期的锂离子电池对温度高度敏感,如果充电错误或被刺穿,就会有火灾风险。这些电池已经开发得相对彻底,是目前可用的主流选择,新的化学成分使它们更稳定,能量密度更高,更容易充电。由于它们对热敏感,需要将其预热到正确的工作范围,以有效地保留电量和维持电池寿命,这就是为什么许多电动汽车都包含预热功能。在锂离子领域,有一些变化:

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NMC-Type

nmc型锂离子电池因其对镍锰钴氧化物的依赖而得名,目前在许多bev中最常见。虽然这些产品易于生产且相对稳定,但由于一些原因,它们正在失宠。首先,它们的寿命被限制在大约10年,其次,它们很容易热失控。镍和钴也存在争议,主要原因是这些元素在其主要市场的不道德采购,这迫使制造商转向其他解决方案。

LFP-Type

LFP电池正迅速成为常态,在阴极中用铁和磷取代镍和钴,这些材料在全球范围内更广泛,更容易以道德的方式获得。它们比NMC电池更重,导致能量密度更低,其重量和尺寸的范围更小。LFP电池也难以适应低温,这就是为什么制造商开发了预热循环,使其保持在最佳温度范围内。它们的生产成本更低,具有更高的热阈值,使它们不容易发生火灾,并且具有更长的寿命和更少的退化。由于优势已经在他们的优势,他们也能更快地充电和放电,从充电率和性能的角度来看,他们是理想的。

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4.超级电容器/超级电容

超级电容器和超级电容器这两个术语是可以互换的,从技术上讲,它们不是电池。然而,它们是补充电源,在电极和电解液之间的极化液体中存储电力用于高性能混合动力超级跑车并可以在支持高性能电动汽车方面发挥作用。这些都是短期存储解决方案,可以快速充电和放电,在短时间内产生惊人的性能提升,比如在加速时,在制动时快速充电。作为高性能电动汽车的补充电源,超级电容器的潜力是巨大的。

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5.固态电池

固态电池被广泛认为是电动汽车电池技术的未来,它依赖于固体电极和固体电解质,而不是上文提到的所有电池类型中的液体或凝胶聚合物。从理论上讲,固态电池将彻底改变纯电动汽车,因为它们的固体结构将大大提高充放电率,极大地提高能量密度,减轻重量,减少火灾的可能性,并提高可循环性和寿命。相对而言,它们是电池技术的完美。然而,该技术的开发仍处于早期阶段,尽管取得了突飞猛进的发展,但还没有做好大规模生产的准备。作为一项早期技术,在其发展曲线达到可以被广泛采用的点之前,它将是昂贵的,但汽车行业正在迅速朝着这一点努力,越早越好。一些制造商甚至还在工作固态电池原型将于2023年晚些时候推出

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