新能源汽車鋰電池包使用的是什么材料?

來源：存能電氣  日期：2019-01-15 12:56  瀏覽量：次

　　新能源汽車鋰電池包使用的是什么材料?電池包是新能源汽車核心能量源，為整車提供驅(qū)動電能，它主要通過殼體包絡(luò)構(gòu)成電池包主體。鋰電池包由于其在各方面的性能優(yōu)點(diǎn)在電動汽車上得到了大量的運(yùn)用，本文存能電氣小編將給大家介紹一下新能源汽車鋰電池包使用的材料。

　　新能源汽車發(fā)展迅速，已逐漸成為未來汽車重要發(fā)展方向。新能源汽車鋰電池包作為汽車的主要儲能元件，直接影響到汽車的性能。鋰電池包具有能量高、功率高、壽命長、充電快、污染少等優(yōu)點(diǎn)，成為新能源汽車的首選電池。中國新能源汽車市場迎來的快速增長，鋰電池包材料行業(yè)亦迎來快速發(fā)展的利好局面和巨大市場商機(jī)。

　　新能源汽車鋰電池包使用的是什么導(dǎo)熱材料？

　　導(dǎo)熱硅膠片：導(dǎo)熱硅膠片是以有機(jī)硅膠為主體，添加填充料、導(dǎo)熱材料等高分子材料，混煉而成的硅膠，具有較好的導(dǎo)熱、電絕緣性能，廣泛用于電子元器件、鋰電池散熱系統(tǒng)中。汽車工作時需要連續(xù)抖動震動，導(dǎo)熱硅膠片的柔軟度，剛好可以起到減震、緩沖的效果，并且緊緊的貼合在熱源與散熱器之間，保證了汽車運(yùn)動中的熱傳導(dǎo)有效可靠性。

　　導(dǎo)熱硅膠片散熱性能：

　　1.無需螺絲固定,減低零件成本,提高生產(chǎn)效率。

　　2.全面接觸,提供更有效的散熱效果。

　　3.良好的使用溫度范圍-54℃-250℃,短期可耐300℃高溫。

　　4.高介電強(qiáng)度,確保電氣絕緣特性。

　　5.單組份,使用及其簡便。

　　6.彈性粘接,防震,吸震,可用于震動源電器設(shè)備中。

　　7.粘合速度快,粘接力強(qiáng),粘接力持久。

　　8.適合不同產(chǎn)品設(shè)計及工藝流程。

　　電池包組成主要包括電芯、模塊、電氣系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、殼體和BMS。動力電池系統(tǒng)設(shè)計要以滿足整車的動力要求和其他設(shè)計為前提。同時要考慮電池系統(tǒng)自身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和安全及管理設(shè)計等方面。設(shè)計流程為：確定整車設(shè)計要求、確定車輛功率及能量要求、選擇匹配合適的電芯、確定電池模塊的組合結(jié)構(gòu)、確定電池管理系統(tǒng)及設(shè)管理系統(tǒng)設(shè)計、仿真模擬及具體試驗(yàn)驗(yàn)證。

　　新能源汽車鋰電池包殼體設(shè)計要求：

　　(1)具有維護(hù)的方便性。

　　(2)在車輛發(fā)生碰撞或電池發(fā)生自燃等意外情況下，宜考慮防止煙火、液體、氣體等進(jìn)入車廂的結(jié)構(gòu)或防護(hù)措施。

　　(3)電池箱應(yīng)留有銘牌與安全標(biāo)志布置位置，給保險、動力線、采集線、各種傳感元件的安裝留有足夠的空間和固定基礎(chǔ)。

　　(4)所有無極基本絕緣的連接件、端子、電觸頭應(yīng)采取加強(qiáng)防護(hù)。在連接件、端子、電觸頭接合后應(yīng)符合GB4208-2008防護(hù)等級為3的要求。

　　⑸鋰電池包零件緊固可靠、無銹蝕、毛刺、裂紋等缺陷和損傷

　　六大鋰電池包材料將打破障礙突破口：

　　1、鈦酸鋰

　　鈦酸鋰的優(yōu)勢主要有:循環(huán)壽命長，屬于零應(yīng)變材料，不生成傳統(tǒng)意義的SEI膜;安全性高，其插鋰電位高，不生成枝晶，且在充放電時，熱穩(wěn)定性極高;可快速充電。

　　劣勢:目前限制鈦酸鋰使用的主要因素是價格太高，高于傳統(tǒng)石墨，另外鈦酸鋰的克容量很低，為170mAh/g左右。只有通過改善生產(chǎn)工藝，降低制作成本后，鈦酸鋰的長循環(huán)壽命、快充等優(yōu)勢才能發(fā)揮作用。結(jié)合市場及技術(shù)，鈦酸鋰比較適合用于對空間沒有要求的大巴和儲能領(lǐng)域。

　　2、石墨烯

　　優(yōu)勢:石墨烯自2010年獲得諾獎以來，廣受全球關(guān)注，特別在中國。國內(nèi)掀起了一股石墨烯研發(fā)熱潮，其具諸多優(yōu)良性能，如透光性好，導(dǎo)電性能優(yōu)異、導(dǎo)熱性較高，機(jī)械強(qiáng)度高。

　　作為正負(fù)極添加劑，可提高鋰電池包的穩(wěn)定性、延長循環(huán)壽命、增加內(nèi)部導(dǎo)電性能。

　　劣勢:鑒于石墨烯當(dāng)前的批量生產(chǎn)工藝不成熟、價格高昂、性能不穩(wěn)定，石墨烯將率先作為正負(fù)極添加劑在鋰電池包中使用。

　　3、硅碳復(fù)合負(fù)極材料

　　優(yōu)勢:硅碳復(fù)合材料作為未來負(fù)極材料的一種，其理論克容量約為4200mAh/g以上,比石墨類負(fù)極的372mAh/g高出了10倍有余，其產(chǎn)業(yè)化后，將大大提升電池的容量。

　　劣勢:充放電過程中，體積膨脹可達(dá)300%，這會導(dǎo)致硅材料顆粒粉化，造成材料容量損失。同時吸液能力差。循環(huán)壽命差。目前正在通過硅粉納米化，硅碳包覆、摻雜等手段解決以上問題，且部分企業(yè)已經(jīng)取得了一定進(jìn)展。

　　4、富鋰錳基正極材料

　　高容量是鋰電池包的發(fā)展方向之一，但當(dāng)前的正極材料中磷酸鐵鋰電池的能量密度為580Wh/kg,鎳鈷錳酸鋰的能量密度為750Wh/kg，都偏低。富鋰錳基的理論能量密度可達(dá)到900Wh/kg，成為研發(fā)熱點(diǎn)。

　　富鋰錳基作為正極材料的優(yōu)勢有:能量密度高、主要原材料豐富。

　　劣勢:首次放電效率很低、材料在循環(huán)過程析氧，帶來安全隱患、循環(huán)壽命很差、倍率性能偏低。但潛力巨大。

　　5、涂覆隔膜

　　隔膜對鋰電池包的安全性至關(guān)重要，這要求隔膜具有良好的電化學(xué)和熱穩(wěn)定性，以及反復(fù)充放電過程中對電解液保持高度浸潤性。

　　涂覆隔膜的作用是:提高隔膜耐熱收縮性，防止隔膜收縮造成大面積短路;涂覆材料熱傳導(dǎo)率低，防止鋰電池包中的某些熱失控點(diǎn)擴(kuò)大形成整體熱失控。

　　6、碳納米管

　　碳納米管自身具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能，同時由于其脫嵌鋰時深度小、行程短，作為負(fù)極材料在大倍率充放電時極化作用較小，可提高鋰電池包的大倍率充放電性能。利用其獨(dú)特的中空結(jié)構(gòu)、高導(dǎo)電性及大比表面積等優(yōu)點(diǎn)作為載體改善其他負(fù)極材料的電性能。

　　缺點(diǎn):碳納米管直接作為鋰電池包負(fù)極材料時，會存在不可逆容量高、電壓滯后及放電平臺不明顯等問題。

　　隨著新能源汽車一系列相關(guān)政策落地，動力鋰電池包、充電樁等相關(guān)產(chǎn)業(yè)也迅速崛起，相信在未來幾年伴隨著儲能技術(shù)的提升、鋰電材料價格的規(guī)范，動力鋰電池將會迎來新的產(chǎn)業(yè)高峰！