隨著能源的匱乏及全社會對環境污染的嚴格控制,動力車、混合動力車已成為當今汽車業的一個亮點,而其采用何種電池作動力,也成為目前必須進行抉擇的當務之急。鉛酸、鎳氫、鎳鎘電池質量大,能量密度小,環保效果差;液態鋰離子電池雖然能量密度大,但安全性差,充放電管理也成為新問題;燃料電池成本高,壽命短,交換介質觸媒有待改進提高,目前還不具備商業價值。其他類型的燃料電池還需要改進提高,產業化等問題有待解決。所以,目前聚合物鋰離子電池便成了脫穎而出的新寵。
聚合物鋰離子電池基本具備了動力電源必須具備的3個條件:1.具有高安全性能,2.適合于大功率充放電,3.高低溫環境下仍能繼續工作。
作為動力電源,其安全性能必然占據著首要位置。動力電源首先不應當是“定時炸彈”,另外在使用過程中應能適應各種惡劣環境。目前,國內外鋰電池的安全性能一般通過穿刺試驗來檢驗。浙江東升電池很好地解決了電池的安全性能問題,測試結果表明,該公司生產的聚合物鋰離子電池穿刺時穿刺部位略微升溫,穿刺后的電池仍能正常工作。試驗表明,該電池隔離膜在異常情況下有著特殊的閉孔性能,在一定溫度下可能發生低聚反應,局部產生高電阻薄膜。這種電池
在過充或過放試驗中也表現出較高的安全性能。
動力電源的另一個重要技術指標是大電流充放電性能,也就是動力源的功率要大。汽車高速行駛時所需要的動力在40kW以上,因此電池放電時的電流一般很大,充電時為了在短時間內充滿,也要求大電流充電。大功率電池并非由小功率電池的簡單增加來獲取,電池材料選配要得當,結構設計要合理,必要時還要設置散熱系統,才能保證電池的特性。浙江東升電池屬于多孔態聚合物鋰離子電池,它比起純固態或凝膠態聚合物鋰離子電池有一定的優勢。所謂多孔態電池其隔膜是三維多孔結構,電極本身也是多孔結構,因此電極反應的真實表面積比宏觀表面積大許多,盡管電解液中不存在游離態電解液,但是離子的導電通道多且離子遷移路程較短,因而電池工作時可以放出較大電流,而且產生的熱量相對較小。該電池的另一個特點是工作溫度范圍寬,可在-50℃~ 80℃范圍內工作,尤其在低溫-50℃下放電率可以達到34%。
作為動力車使用的電源還有很多需要配套解決的問題,如快速充電性能、電池的均衡管理和保護電路的開發、充電器的開發、CAN(控制器局域網)總線的設計等。目前很多廠商都在著手相關技術和產品的開發研制工作,但要想使其得以快速應用推廣則需要一個公共平臺,整車廠、電池廠、充電器廠需要整合,不能單打獨斗,閉門造車,以致生產的產品無法得到實際應用。國家在此方面也投入了大量的人力和資金,雖然在研發和產品上也取得了進展,但綜合進度并不是很理想,投資分散,技術起點參差不齊,思路存在千差萬別。在動力車的核心部分——— 動力電源方面如果不跳出常規,就很難有大的突破。
目前就動力電源的發展而言,電池的價位并非zui關鍵問題,關鍵是安全問題。材料業和IC產業的技術發展都展現出了行業走勢,產品性能將更好,價位將越來越低。當然關鍵材料及材料目前還是本行業內所必須解決的問題,如耐過充過能材料、快速充電儲能材料等。充電設備的開發也要跟上,要開發管理電路、均衡電路、保護電路與電池和充電器形成一體化產品,如果能夠有計劃有目標地攻克和解決,從技術到產品都將可以達到一個新高度。