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新型电池让电动汽车甩掉“充电焦虑”( 二 )

小知识电池腹肌科普离子能量密度


此外， 技术团队开发了“超电子网”技术修饰正极材料， 结合正负极极片的晶体取向和容量过量系数等设计参数调配， 优化电解液、正负极的动力学性能， 使化学体系和电池设计参数达到最优匹配 。
“通俗来讲， ‘快离子环’和‘超电子网’分别作用于负极和正极， 为大量锂离子同时涌入负极建立快速通道， 提高锂离子扩散速率 。 ”程晓燕说 。
此外， 在机械件设计方面， 该团队创造性地对电池单体顶盖进行简化设计， 将电极端子设置到顶盖板侧面并减小端子厚度， 显著降低内阻， 有效控制快充发热量， 保证快充可靠性的同时提高5%以上能量密度 。
“我们的快充技术具备4C—5C快充能力， 实现10—15分钟快速充电， 与钛酸锂负极的快充体系相比， 具有明显的能量密度和成本优势， 与行业内同样用石墨作负极的其他快充技术相比， 保持同等电池能量密度条件下， 能提高20%—30%充电速度， 并具有更好的循环和耐候性能 。 ”程晓燕说 。
已成功应用于5000多台大巴
目前， 宁德时代研发的以快充石墨为负极主材的超级铁锂快充电池， 已经应用在超过5000台电动大巴上， 大巴运行状态良好， 得到整车企业和公交用户的好评， 该电池也被交通部评为“新能源公交最佳口碑电池” 。
该电池除了能量密度有较大优势， 在循环寿命方面， 以应用工况较为苛刻的公交车为例， 平均每天满充满放次数约2次， 粗算下来， 满足8年运营需求， 电池循环需要5600次以上 。 超级铁锂电池电芯循环寿命则可达10000次， 不仅能完全满足电动车运营需求， 电动车退役后还可用于储能等梯次利用， 创造更多经济价值 。
“为了确保快充电芯的安全可靠性， 我们还开发了专门的技术来识别化学体系在不同温度和SOC状态下的‘健康充电区间’, 然后在这个‘健康充电区间’范围内进行快充， 就可以既实现快速充电， 又可以不让电池受到快充的损害， 做到快充、长循环和安全可靠性兼顾 。 ”程晓燕表示 。
耐候性方面， 为满足北方冬天低温充电和南方夏天高温工况的要求， 技术团队专门开发了高效热管理系统， 确保电池处于合理的温度区间 。 低温时可快速为电芯加热， 温度达到要求即可开启快充模式；高温时， 系统会给电芯降温， 真正做到“全气候”的快充 。
“我们正在开发单体能量密度大于160瓦时每千克的2C—2.5C高能量密度长寿命（循环大于6000次）快充铁锂电池， 预计2019年年底量产 。 本技术同时向三元体系乘用车应用与发展， 已实现350公里续航， 15分钟内完成充电 。 ”程晓燕说， 公司还计划在未来1—2年内推出能量密度高达255瓦时每千克的三元动力电池产品， 可在18分钟内完成快速充电 。

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