解釋快速充電技術(shù)對(duì)鋰離子電池的重要性

鋰離子電池分為正極和負(fù)極兩種材料。我們經(jīng)常討論磷酸鐵鋰，三元材料這些實(shí)際上是鋰離子電池的正極。現(xiàn)在世界上有無數(shù)的實(shí)驗(yàn)室試圖開發(fā)功能更好的鋰離子電池。事實(shí)上，我們只是想找到一些功能更好、容量更大、壽命更長(zhǎng)、充放電能力更好的材料，或者在負(fù)極上工作。鋰離子電池的負(fù)極材料是石墨，但近年來出現(xiàn)了一種新的負(fù)極材料鈦酸鋰。

當(dāng)鋰離子電池放電時(shí)，鋰離子是從負(fù)極材料，然后跑到正極，這個(gè)過程其實(shí)是比較短暫的結(jié)束，也就是說鋰離子電池的放電功率可以做的非常大。

但傳統(tǒng)上,收費(fèi)不是很短,充電跑在鋰離子從正極材料,跑進(jìn)了陰極材料,過程相對(duì)陽極材料測(cè)試,因?yàn)殇囯x子快速進(jìn)入陽極材料,今天晚上將地層損害的問題結(jié)構(gòu)的陽極材料,一般而言,鋰離子電池的快速充電的功能性能是不夠的。

但快速充電特性的許多夢(mèng)想,只是過去的超級(jí)電容器可以顯示快速充電,所以擊敗鋰離子電池不能快速充填特點(diǎn),讓我們從材料的角度,尤其是想方法促進(jìn)陰極材料的材料在充電功能,基于材料或化學(xué)的作業(yè)要做。

電動(dòng)巴士的商業(yè)困境

為何要強(qiáng)調(diào)快速充電?我想從電動(dòng)汽車的應(yīng)用開始。首先在我國推廣的是新能源汽車，政府商城推廣最簡(jiǎn)略的就是電動(dòng)巴士，純巴士從奧運(yùn)會(huì)前期到世博會(huì)到現(xiàn)在大概有六七年了，在很多城市都有使用。請(qǐng)看一組簡(jiǎn)短的數(shù)據(jù)，這張PPT描述了電動(dòng)巴士在商業(yè)應(yīng)用中遇到的困境。

12米純電動(dòng)公共汽車,公共汽車典型一天跑250公里,它是什么,當(dāng)然,在A點(diǎn)和B點(diǎn)之間來回跑,典型的電力消耗每公里0.8千瓦時(shí),假設(shè)汽車運(yùn)行所有天約200千瓦時(shí)的電力,電力似乎不多,但在配備電池,要考慮兩個(gè)系數(shù),第一個(gè)是電池充電和放電時(shí)間間隔,電池壽命的衰減,所以應(yīng)該配備312千瓦時(shí)的電力，加上夏季空調(diào)的能源消耗，因此，電池必須是500千瓦時(shí)才能運(yùn)行一天12米的公共汽車。

在實(shí)踐中,對(duì)當(dāng)前鋰離子電池能量密度水平,假設(shè)磷酸亞鐵鋰的安裝,約500千瓦時(shí)的電池可能重達(dá)6噸,目前的成本至少超過100萬,這樣的電池在12米的體積和重量是沒有安裝,所以這個(gè)方法我們不能使用。

常見的做法幾乎一半的電力或三百千瓦時(shí)的電力,從而導(dǎo)致汽車無法結(jié)束全天操作,一般在下午,教練將返回充電站稱為快速修復(fù)電工作,這段時(shí)間通常要一個(gè)小時(shí)到一個(gè)半小時(shí),補(bǔ)充力量的一部分,然后完成下半年操作。但是，這種影響降低了公交公司的運(yùn)營(yíng)效率，因?yàn)樵摴驹诎滋鞜o法運(yùn)營(yíng)兩個(gè)小時(shí)。

下一個(gè)問題是，我們是否可以用能量密度更高的電池來完成這項(xiàng)工作?現(xiàn)在有電池能量密度的最高商業(yè)中心是特斯拉18650松下電池,電池的能量密度到達(dá)每公斤230瓦,假設(shè)真的使用五百度的所有電力,重量約3.5噸,它可以滿足全天運(yùn)行,和總線基本上是可以保存,但是電池使用頂部的公交車的問題是它的地位,重組后的循環(huán)壽命也許只有五百次,所以我們?cè)诠卉嚿蠝y(cè)量它，用它來充電，大約每天只能用兩到三年。

因此，我們已經(jīng)看到了很多工程和成本問題，試圖在公交車上使用基于能源的電池來滿足全天候運(yùn)營(yíng)的需求，要么是因?yàn)樗鼈兲亍⑻F，要么是因?yàn)樗鼈兪褂玫臅r(shí)間不夠長(zhǎng)。