新能源汽车电池最新技术_新能源汽车电池的新技术

1.新能源电动汽车，电池技术

2.新能源车哪种动力电池才是它的未来？

3.新能源汽车用了哪些先进技术

4.固态电池样车下线，3年后市场化，新能源车能安全不自燃了吗？

从探索改进电极及电池结构的设计方法、建立电池极化模型和仿真技术等方面入手，汽车动力电池的“瘦身健体”之旅仍在不断推进：

汽车动力电池的储能将有可能提高至400瓦时/公斤。

要让电池变成“肌肉型男”，在获得合理的正负极材料之余，还需要设计出可行的加工工艺。

着力全新的锂硫电池和锂空气电池的研究，它们的能量密度有望达到500瓦时/公斤。

被欧阳明高点名的科研项目获得了国家重点研发的支持，全名为“高比能动力电池的关键技术和相关基础科学问题研究”，该研究基于研究团队研制出的高容量富锂锰基的正极材料，汽车动力电池的储能将有可能提高至400瓦时/公斤。

近年来，在国家政策的大力扶持下，我国新能源汽车得到迅速普及，但“不敢去远郊区县”的“梗”至今难以理顺。打破500公里的单次行程极限将大大推动电动汽车的推广，然而汽车承载有限，如何在受限的体积内尽量多地储备电能成为科研攻关的关键目标。

该项目负责人、北京大学教授夏定国表示：“要进一步提高锂离子电池的能量密度, 正极材料的比容量是关键。”据夏定国介绍，针对正极材料的比容量，研究团队在前期工作基础上，深刻理解富锂材料稳定性机制以及阴离子氧化还原的产生机理，通过调控阴离子氧化还原机制来实现富锂材料性能的优化。

也就是说，团队首先遇到的问题是：阴离子氧化还原能力受什么“左右”？揭示这一规律将引导团队接近并找到性能优良的电极。团队还发现，在物质内部原子之间的几何结构会影响电子的结构，从而影响阴离子氧化还原的能力，研究明确了结构和效能的关系，并希望通过结构的设计改善电极材料的电化学性能。

“提高正极材料中的含锂量，让更多的阴离子稳定参与氧化还原反应是一个重要途径。”夏定国说，研制出高容量富锂正极材料，为进一步提高动力电池的能量密度提供了可能。项目组除制备出了一种高容量的富锂正极材料和两种高容量、高稳定富锂材料—碳复合材料外，还制备出了高容量的锂电池负极材料。

要让电池变成“肌肉型男”，在获得合理的正负极材料之余，还需要设计出可行的加工工艺。例如，富锂化合物在电极中需要很好地分散开来，既保持在体系中60%以上的含量，又不凝结为块状。分散越均匀，可逆性越好，充放电效率越好。

目前该电池还需进一步完善，夏定国介绍，仍存在“枝晶锂”制约新体系电池的进步及电池安全性这两个关键问题。相关实验显示，10—50次循环使用之后，电压衰减明显，电极也不起作用了。

“枝晶锂”是锂离子电池用液态电解质所特有的，锂离子还原结晶成树枝样，并不断生长，到一定程度可能会刺破隔膜，科学家目前正在从两个角度寻求突破。一是包被涂层，二是研究固体电解质。

夏定国强调，“高能量密度锂离子动力电池的发展有待于电极材料、电解液及高安全性途径的发展，更有待于新的分析方法及电池制备技术进步”。

除了提高锂离子电池的能量密度使其达到400瓦时/公斤外，项目组还将着力全新的锂硫电池和锂空气电池的研究，它们的能量密度有望达到500瓦时/公斤。中国工程院院士陈立泉表示，锂空气电池是动力电池的发展方向之一，“现在大力发展的氢氧燃料电池，必须用金属罐子保障氢气使用时的安全，而锂空气电池（负极为空气中的氧气）只要一个榨菜袋子就可以了。从实用性、成本上来讲锂空气电池也应该发展”。

新能源电动汽车，电池技术

新能源车三大技术，你知道多少呢？

第一个关键技术是它的电池。新能源汽车电池目前主要分为五种，分别是：磷酸锂电池、磷酸铁锂电池和氢电池；三元锂电池是磷酸烯电池，后边普遍用的是磷酸铁锂电池，还有三元锂电池。

第二个关键技术是它的电机。它的作用是将电能转化为机械能，为车辆提供制动能力的装置，可以说是电动汽车驱动的关键执行结构。目前电动汽车使用的电机一般包括：DC电机和交流感应编机，用磁电机和开关磁组电机。

第三个关键技术是新能源的电控系统。由ECU等控制系统，传感器的感应系统和驾驶员意图识别等子系统组成。它的作用是控制电机输出扭矩，并使车辆行驶。简单来说就是车的大脑。

新能源车哪种动力电池才是它的未来？

新能源电动汽车的快速发展与电池技术的革新密不可分。随着科技的进步，电池技术在过去几年取得了巨大的突破和改进，为电动汽车的发展提供了强大的动力。

电池技术的提升使得电动汽车的续航里程大幅增加，充电速度的提升以及安全可靠性的提高。但是，目前电池的成本和制造过程仍然较高，电池的寿命和循环稳定性也是需要进一步改善的方面。

在汽车动力电池技术方面，还需要在以下几个主要方面，有待深入研究和进一步突破。

提高能量密度：

研究人员致力于提高电池的能量密度，以增加电池的储能能力，进而提高汽车的续航里程。这可以通过开发新的电极材料、电解质以及改进电池结构和设计等途径实现。

延长电池寿命：

电池的寿命是影响电动汽车可靠性和经济性的关键因素之一。研究人员努力寻求降低电池在循环充放电过程中的衰减速度的方法，以延长电池的使用寿命。这包括改进电极材料的稳定性、优化电池管理系统（BMS）的控制策略，以及研发更耐用的电池包装和热管理技术等。

快速充电技术：

研究人员致力于开发能够实现更快充电速度的技术。快速充电技术可以大幅缩短电池充电时间，提高用户的使用便利性。这涉及到设计更高功率的充电设备、改进电池材料和结构以提高充电速度，同时确保电池的安全性能。

提高安全性：

电池的安全性是汽车动力电池技术研究的重要方向之一。研究人员致力于开发更安全的电池材料和设计，防止过充、过放、过热等情况的发生，并提供有效的热管理和防护系统，以确保电池在各种工况下的安全性能。

可持续性和环境友好性：

研究人员努力寻找更环保和可持续的电池材料和制造过程，以减少对有限的依赖，并降低电池生命周期中对环境的影响。这包括开发可回收和再利用的材料、推动废旧电池的有效回收和处理，以及降低电池制造和回收过程中的能耗和排放等方面的研究。

这些研究方向旨在不断提升汽车动力电池技术的性能、可靠性和可持续性，推动电动汽车的发展，并为清洁能源和可持续出行做出贡献。

新能源汽车用了哪些先进技术

新能源车哪种动力电池才是它的未来？

新能源汽车的续航里程与动力电池的存电量有着直接联系，想要在有限的电池体积重中提升电池电量，最有效的办法就是用新的电池技术使电池的能量密度更高。

各类动力电池技术路线之争一直是业内热议的话题，目前市场上出现了不少固态锂电池领域的新电池技术，到底谁才是新能源汽车的未来呢？下面来简单聊聊未来的新能源电池技术。

锂硫电池

锂硫电池是锂电池的一种，它以硫元素作为电池正极，金属锂作为负极，其电池能量较高。英国 OXIS 能源公司已经成功研发出能量密度达到了 425Wh/kg 的锂硫电池，这远远高于商业上广泛应用的钴酸锂电池的容量，到明年有望将能量密度提高到500Wh/kg。

硫锂电池中用的硫是一种对环境友好的元素，对环境基本没有污染，是一种非常有前景的锂电池。一旦在新能源车中广泛应用，可以让电池毫不逊色于油箱，也可以让电动车减少对电网的依赖。

不过，和铝空气电池一样，锂硫电池技术也充满着不确定性。搭载到纯电车上，还需要解决循环寿命、功率输出、充电时间等方面。如果这些问题都能解决让它大面积推广使用，这无疑是一件好事。

固态电解质电池

锂电安全一直都是行业关心的问题，就连号称BMS做到全球最好的特斯拉，2017年仅国内就有两辆Model S发生严重起火。因为锂离子电池通常用有机溶剂作为电解液，这类有机溶剂极易燃烧，电池一旦由于内短路产生高温或者火花，电解液将在瞬间被点燃并导致整个电池发生爆炸。如果将易燃的液态电解液，变成固态电解质，那就可以降低因为易燃而导致的安全风险。

目前日本丰田汽车公司在固态电解质电池技术上已经取得了重大进步，其能量密度有望是现有锂离子电池的2～5倍，它可以解决目前锂离子电池所面临的绝大多数问题，让电池的寿命、安全性以及成本之间实现最佳平衡。丰田方表示,目前公司已经在这种电池的生产工程方面取得了重大进步，并且有望最早在2020年将这种新技术运用到电动汽车上。

无机材料固态电池

宝马也正式与电池技术公司Solid Power建立新的合作伙伴关系，双方将联手开发电动汽车专用的固态电池技术，目前已开发出了一种由无机材料制成的电池，这种电池技术将会带来很大改变，例如更轻、碰撞起火风险更低，同时电池容量也将有15%-20%的提高。

然而，有消息显示这款无机材料固态电池在测试中暴露出了长期使用可靠性不佳的问题，因而以目前的状态还无法进行量产，预计未来正式量产需要等到2026年才能实现。

国内电池技术前景

目前国内动力电池技术进展达到了300Wh/kg，北汽新能源EV200达到了400Wh/kg。可以说国内外技术研发基本处于同一水平，但安全性研究尚待加强。国内电池产业链上的企业也先后参与其中，如宁德时代、比亚迪、比克电池、沃特玛、中天科技等均有在固态锂电池领域的布局。

拿宁德时代来说，它主要以软包电池为主，不是方形电池，电池循环寿命在1000次左右，能量密度达到304 Wh/kg，其300 Wh/kg的单体大概能做出200-210 Wh/kg的电池PACK系统，安全性指标也全部通过国家要求。

到 2025年、2030年，我国动力电池单体能量密度分别需达到400Wh/kg、500Wh/kg，国家补贴政策不断会为提高能量密度推波助澜。

总结

不难看出，寻求新的电池技术来提高能量密度是各大新能源车企的课题。目前，包括特斯拉、比亚迪以及一些新晋的新势力电动车企，都在电池技术方面投入重金研发，可能上面谈到的一些目前无法解决的问题，待到技术成熟之时都会迎刃而解，这需要时间。

固态电池样车下线，3年后市场化，新能源车能安全不自燃了吗？

1.?电池技术：新能源汽车使用电池作为动力源，这些电池比传统汽车的铅酸电池更先进，能够提供更高的能量密度和更长的续航里程。

2.?充电技术：新能源汽车需要通过充电来获得能量，用了许多充电技术，例如快充和慢充。快充能够在短时间内为电池充电，但对电池寿命有一定影响，而慢充则更为稳妥，充电时间较长。

3.?电机技术：新能源汽车使用电机作为驱动力，用了一些先进的电机技术，例如永磁同步电机和感应电机等，这些电机能够提供更高的效率和更强的动力输出。

4.?能量回收技术：新能源汽车使用能量回收技术，通过制动过程中回收能量，将能量储存到电池中，这样不仅能够提高行驶里程，还能够减少能源的浪费。

5.?智能控制技术：新能源汽车用了一些智能控制技术，例如车载系统和车联网技术，这些技术能够帮助驾驶者更好地掌控车辆状态和行驶路线，提高行驶安全性和效率。

这些先进技术使得新能源汽车在能源利用率、环保性、安全性和智能化等方面都有了很大的提升。

新能源产业心心念念多年的固态电池技术，终于走向现实。?

近日，一辆搭载固态电池系统的纯电动样车在北汽新能源完成调试，顺利下线。这是国内首次公开的可行驶的固态电池样车，它的下线也意味着固态电池技术在产业化的路上迈出了关键一步。

搭载固态电池系统的纯电动样车在北汽新能源完成调试，顺利下线?/?北汽集团

相较于当前主流电池正负极、隔膜、电解液的结构，固态电池其实没有任何变化，只是用固态或半固态电解质，替代了液态的电解液。电池使用固态电解质后，既能提升电压平台从而拔高能量密度上限；又因不易燃烧、不产气等特点，极大程度上提高了电池安全性。

固态电池的优势

基于以上优势，固态电池一直是下一代锂电技术的焦点。目前固态电池所面临的主要瓶颈是固态电解质的导电率、内阻、界面阻抗及相容性等。因此，现阶段各大企业的研发重点是固态聚合物电解质、无机固体电解质的设计及制备技术，固/固界面构筑及稳定化技术；并在此基础上完善电池生产工艺及专用设备的研究，来实现产品的量产。

近年来，丰田、日产雷诺、通用、北汽、上汽等国内外主流车企，开始加紧固态电池的研发与产业化布局；另一方面，清陶能源、万向一二三、LG化学、麻省固能等电池企业也开始筹备建设固态电池产工厂，其中不乏已经投产的固态电池产线。?

除北汽固态电池量产车下线外，今年3月，哪吒汽车已发布了一款搭载固态电池的新车型—哪吒U。据合众汽车方面透露，哪吒U于10月份申报工信部公告，年底前量产500台。

显然，在新能源领域，一场基于固态电池的卡位战悄然拉开。按照国内领先的全固态电池开发商清陶能源总经理李峥博士的预计，三年内固态电池将在乘用车领域替代性使用，即一款车以用液态电池方案正向开发，固态电池版本对其中部分功能进行替换；三年后，基于固态电池的正向开发车型将真正走向市场，发挥固态电池高安全、高能量密度的特点。?

为什么是固态电池？?

根据《中国制造2025》明确了动力电池的发展规划：2020年，电池能量密度达到300Wh/kg（瓦时每千克）；2025年，电池能量密度达到400Wh/kg；2030年，电池能量密度达到500Wh/kg。

按照现有的三元和石墨作为正负极活性材料所组成的液态锂离子动力电池，重量能量密度极限约为280Wh/kg左右。即便引入硅基合金替代纯石墨作为负极材料后，能量密度的上限也只能达到300-350Wh/kg。这也意味着想要达到400Wh/kg，甚至突破更高的能量密度壁垒，锂电技术革新势在必行。?

事实上，近年来声势浩大的新型电池技术不在少数，富锂锰基、高电压尖晶石、无钴电池、四元电池等概念层出不穷，但始终雷声大雨点小，三元锂电池、磷酸铁锂电池、锰酸锂电池并驾齐驱的电池技术格局，始终没有改变。

对此，李峥的解释是，“受限于当前电解液的电压平台以及安全性，很多诸如富锂锰基、高电压尖晶石等性能突出的锂电新材料，无法发挥高比能优势，使得锂电技术革新进入了一个瓶颈期。”同时，李峥还指出，高电压平台的固态电解质的应用，或许能打开新材料的“枷锁”。?

因为固态电解质其实只是电池电解质部分由液态变成了固态，对其正负极材料则没有限制，因此理论上，固态电池有千万种类型，它既可以是三元锂电池，也可以是磷酸铁锂电池。?

此外，由于固态电解质高安全、高电压的特点，使得诸多新型电池材料更容易得到有效应用。一旦固态电池真正具备商业化条件，基于固态电池的诸多锂电新材料应用将接踵而至，届时，锂电技术革新或将迎来质变。

中国科学院物理研究所李泓博士也指出，固态电解质是一种通用型策略，一旦开发成功，再搭配不同的正负极材料，能满足消费类电子、无人机、动力储能、航空航天、轨道交通等诸多领域的需求。?

因此，与其将固态电池看成一种新型电池产品，不如将其当作某种解锁电池材料性能上限的技术手段，这正是业内对固态电池技术寄予厚望的原因所在。与此同时，固态电解质带来的安全性质变，是当前新能源产业迫切需要的。

自新能源汽车问世以来，安全焦虑就始终萦绕在每个新能源车企心头，其中最大的痛点来自于电动汽车自燃。电动车自燃的原因不外乎锂电池发生内部发生短路后热管理失控，其中易燃性的电解液发挥着“重要作用”，固态电解质最大的特点就是不易燃烧，很大程度上避免了电池热失控。?

不过，需要指出的是，形成固态电解质的途径有很多种，但并非所有的固态电解质都不易燃烧。李泓就明确表示，“我们最近发表了一些文章，论证了氧化物固态电解质（固态电池的一种）优良的热稳定性，但是否每一种固态电解质都意味着热稳定，还有待具体的研究数据。”?

总体来看，固态电池被寄予厚望的原因主要是其可作为电池技术革新的基础策略，同时具备高安全性。但具体到每一款固态电池，则需要大量细致的研发，确保其性能和热稳定性。?

固态电池什么时候落地？

尽管固态电池有着种种优势，但其产业化的进展并不顺利。2017年，以菲斯克、丰田等车企为主，大肆吹鼓自身固态电池技术，但其量产车型落地时间却一推再推，由此可见固态电池极高的开发难度。

近日，丰田汽车公司动力总成部门执行副总裁兼电池部门总经理凯塔·凯塔（Keiji?Kaita）在接受《汽车新闻》访时表示，原在2020年东京奥运会上推出其固态电池供电的原型车，被推迟至2021年。不过，丰田仍有望在2025年前完成电动汽车固态电池的生产。?

2025年，或许是一个固态电池在汽车领域产业化的分水岭。根据宝马、丰田、奔驰、通用及各初创企业最新的宣传，固态电池落地时间基本锁定在2025年前后。?

中国科学院物理研究所李泓博士表示，?车企敢于开发固态电池汽车的前提是，固态电池产能至少达到1Gwh，在此基础上，考虑到完整的供应链成型、工艺体系成熟、产能建设足够，以及足够的路试时间，?2024年会是一个相对乐观的半固态电池大规模应用时间节点，至于全固态，可能要到2030年。?

相对而言，清陶能源总经理李峥的预测，则更为激进些，“目前，固态电池已经在消费电子等领域实现了量产应用，三年内固态电池将在乘用车领域替代性使用，三年后（新车开发时间大概3年），将会有真正基于固态电池正向研发的车辆面向消费者。”?

按照李峥的描述，去年开始，清陶能源已经开始和几家主流的主机厂做测试样车。同时，据一位知情人士透露，“今年内肯定有搭载固态电池的量产电动汽车面世。”

值得一提的是，今年7月，刚刚完成E+轮融资的清陶能源，其位于宜春的固态电池量产线已经正式投产，产能1Gwh，已满足李泓博士判断的车型研发前提。宜春固态电池工厂将面向乘用车动力市场，并留下了足够的扩产空间。

除清陶能源能源外，辉能科技1GWh固态电池产线预计明年开始量产，星盈科技2GWh?的全固态锂电池生产线预计2024年投产。随着电池企业固态电池产线逐渐投产，其在汽车领域商业化的脚步将越来越快。（责编/杨佩谦）

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。