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电池革命如何“定义”未来出行
来源:中国青年报 时间:2019-12-17 字体:[ ]

今天的人们已经很难离得开电池,今年10月,锂电技术一举拿下2019年诺贝尔化学奖,这一前沿技术在电动汽车、手机、笔记本电脑等领域的应用日益成熟。那么,电池革命将如何重新“定义”汽车?人们的出行在未来又将有哪些可能?

在近日由中国科协调宣部主办、中国科技新闻学会等承办的“科学麻辣烫”活动上,北京理工大学材料学院教授陈人杰、北京理工大学机械与车辆学院教授何洪文等专家学者就这些问题进行探讨。

“出不了远门”“电动汽车续航短”等问题,长期困扰着“电动一族”。

陈人杰说,科学家一直致力于提升电池的“电力”,开发具有更高能量密度的电池体系。从铅酸电池到镍镉电池,再到如今的锂离子电池,电池材料不断变化,电池的能量密度已经有很大的提升。

“和现有的锂离子电池相比,锂硫电池的能量密度可以做得更高。”陈人杰称,目前他所在的研究团队正在开发高性能电池体系,利用新的材料,提升电池的能量密度、循环性能、功率特性和安全性等。

除了利用新材料,科学家还可以通过电池的充放电管理,来让电池的“电力”更加持久。

何洪文说,动力电池系统的性能,并非仅仅取决于单个电池的性能,还和电池组有关。鉴于动力电池组具有的“木桶效应”,以及充放电末期具有的“扫帚效应”,加强对动力电池组的能量、安全、耐久性管理也很重要。

在他看来,通过建立电池的高精度模型,采用先进的估计算法并引入状态反馈修正,可以有效保证电池状态量的估计精度。

另一个备受关注的问题,就是电动汽车的电池安全性。过去几年,电动汽车电池着火的消息时常见诸报端,电池的安全性屡屡被提及。

“虽然电动汽车暴露出一些安全隐患,但可以从安全的动力电池材料体系、动力电池的安全管理等方面着手解决。”何洪文说,我国已率先建立了新能源汽车的三级监管平台,有了较好的一手数据积累。

在他看来,目前汽车行业内也正在从动力电池安全风险在线评估、异常性能单体的预警管控以及整车的安全防护系统设计等多方面,构建安全保障体系,完善电动汽车的安全性能。

“锂离子电池易燃,主要和电解液有关。”陈人杰说,现有电池的制造工艺、生产过程的安全管理较之过去已经有了很大提升,但是依然使用液态电解质,未来可以研发固态的电解质体系,提升电池的安全性。

具体来看,可以从两方面入手,一方面是电池材料的优化和改良,另一方面是对电池的结构和制备工艺的改进。

“大数据、云管控、智能化,也为完善动力电池的安全管理,提供了新抓手。”何洪文说,通过安全的电池材料体系升级,再辅以智能化的动力电池管理,有望进一步完善动力电池系统的安全性能。


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