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深度解密宁德时代技术创新-尊龙凯时最新z6com

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行业新闻

时间:2021-05-21    来源:未知    作者:admin

在电力驱动下,新的时代正加速到来,如何驾驭电能成为文明跃迁的关键。
央视大型工业纪录片《动力澎湃》第三集《电驱加速度》,深度解密宁德时代工程师如何借助科技创新?突破动力电池能量密度与充电效率极限?
让我们跟随镜头聆听这颗动力心脏的进化故事

 

结构重塑,掌握能量密度之钥

 

王升威,宁德时代动力电池工程师。他和团队始终在为一个目标而努提升电池的能量密度,这是决定电动汽车续航里程的关键指标。过去10年,他的团队通过升级化学材料将电池包能量密度提升了两倍,达到180wh/kg,让电动汽车续航里程从不到200公里提升到超过700公里。
在化学材料短期无法取得重大技术突破的情况下,这已经接近电池能量密度的极限
然而,王升威团队的脚步并未停止。这一次,他们尝试从结构上取得突破。
普通电池包是由模组组成,每个模组包含10个左右电芯。王升威的方案是取消模组结构,直接把电芯集成到电池包,同样的电池包空间可以放进更多的电芯,能量密度就可以再提升百分之二十。
然而,每个电芯内部超过100层,如果每一层极片的厚度偏差1微米,电芯平均厚度偏差就会超过0.1毫米,一排电芯数量在20至30个之间,累计产生的2至3毫米偏差将造成电池包无法组装。样的结构变化对电芯的一致性提出了极高的要求。
王升威:“因为到量产交付的时候,往往是成千上万颗电芯,这个时候把电池的尺寸、各项性能的一致性做得非常好,是相当相当困难的。
控制电池一致性关键在于浆料,浆料是承载着电芯正负极材料的糊状物,对浆料的要求是流动性能好、粘度稳定、不易发生固体沉降。
为了实现这些目标,王升威和团队利用一年的时间反复实验才得到了理想的配方:石墨、粘合剂、导电剂和水的特定比例混合,这是团队秘不示人的独门技艺。
它们在自动负压罐中充分搅拌、混合均匀后,将被涂到铜箔上,严苛的生产工艺将厚度达到60毫米的电芯平均厚度偏差严格控制在0.1毫米以内,最终实现了整体质量极高的统一标准,让电芯直接集成到电池包的设想最终得以实现电池包的能量密度提高到220wh/kg以上,实现电动汽车的续航里程提升至1000公里以上。

 

用加一箱油的时间完成电动汽车充电

 

对于王升威而言,实现能量密度提升的目标还远远不够。
15年前,他从事手机电池的研制,并创造了充电五分钟通话两小时的快充传奇;五年后,转行到电动汽车电池研制的他,希望把快速充电的便利带给电动汽车的用户。
然而,动力电池相比手机电池容量大十倍,寿命长三倍,电池包内电芯数量多二十倍,技术挑战更大。
王升威:“从用户的角度,是希望能用加一箱油的时间完成充电,这是比较理想的,而目前第一步,是要实现15分钟快充。
王升威率领的团队正在与时间赛跑,要想让更多的锂离子以最快的速度抵达目的地,实现快速充电的超级设想取决于他们能否对材料结构做出改良。
王升威:“人造石墨是比较常见的,我们发现它有一个缺点,它的快充能力比较差,它的优点是能量密度比较高。我们把天然石墨的表层特性移植到人造石墨上,这样充电速度快,而且循环寿命也好。
王升威的方案是用超级的工艺在石墨表面形成快离子环打造了一个微观的工业世界,快离子环使电荷的转移阻抗大大降低,提供了更多的传输路径,实现在单位时间里锂离子嵌入速度的大幅提升。
用改进后的人造石墨制作而成的电池,能否真正进入批量生产?还必须经历一次25℃常温条件下的充电测试。
测试开始!新的方案究竟可以把充电的时间缩短到多少?
王升威:温升不能太高,同时充电速度要快,这两个是快充的关键。
不到12分钟,电芯就已经完成了80%的充电。
王升威:好,现在已经升到100%,测试已经成功完成。
这意味着由这种电芯构成的电池包只需要充电15分钟就能为汽车提供400公里的续航。仅仅是一年前,这样的充电速度还被认为是绝无可能!
创新是人类不断前行的核心动力,宁德时代的青年工程师们用智慧和工匠精神实现更高的能量密度,更快的充电速度,日趋先进的动力电池将让人们驾驶电动汽车出行变得更加方便、快捷、高效。
来源:宁德时代
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