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六大核心技术发明破瓶颈

——记广东环宇绿奥公司集成研发新型磷酸铁锂大功率电池
        1月2日,广东环宇绿奥科技有限公司董事长、技术总监林廷勇收到中科院理化技术研究所寄来的一份检测报告。此前公司送检“锂离子电池凝胶隔膜样品”,测试结果显示,样品热稳定性比对照产品——目前国际上最先进的日本同类产品还要优越;透气性、与电解液的浸润性、对电解液的吸液能力等众多指标均高于参比样品。这标志着他们自主研发的新型磷酸铁锂大功率电池已在六大核心技术领域实现突破。
        让林廷勇更为高兴的是,前不久,他花费8年时间、投资上亿元发明设计的“磷酸铁锂中空夹层凝胶动力电池”一次性通过中国北方车辆研究所国家863动力电池测试中心检测。依据电动汽车用锂离子蓄电池标准进行严格试验的检测结果显示,这种新型动力电池的32项技术指标全部符合国家标准。220安时的容量也让这个新产品成为现阶段世界上单体最大容量的锂离子电池。
别看电池的个头不大,但里面的奥秘可不少,他们的新产品至少创新突破了6项核心技术。
        一是凝胶隔膜技术的突破。通过凝胶隔膜的使用,电池的安全性大大提高。与传统技术相比,这种凝胶隔膜让电解液呈胶状,不仅不容易消耗,延长了使用寿命,而且增强了电池的稳定性,充放电时不发热,通过添加聚偏氟乙烯、共聚偏六氟丙烯等含氟原料,电解液不容易流出,避免了因碰撞事故引发燃烧的可能。
        二是与传统实心电池相比,该电池最大的特点是空心。中间是一个空心的夹层,这样设计的好处是可以用两个极芯,不仅可以扩大电池容量,还能通过中间用两块绝缘铝板和弹簧控制的办法,让电池在充放电时更加有序收缩,有效控制电池在使用过程中因连续充放电造成的内部结构变形以及电极芯因错位产生的一致性失调,极大提高电池的稳定性和安全寿命,让电池的使用寿命更长,可循环充放电3000次。
        三是电池上有安全阀。依据该项独家发明,压强高于设定的安全标准时,电池就会通过这个安全阀减压,让电池不发生爆破,更重要的是可以通过这个安全阀反复注入电解液,使电池可以循环使用,更加环保,同时,还可以大大降低成本。
一流的外壳工艺设计是他们的第四个技术突破。其外壳采用了改性硬质氧化铝材,这种材料比普通材料的强度和硬度要高出4倍,是“独家的技术”。与普通的塑料壳、不锈钢壳和碳钢壳相比,这种铝壳优势明显。由于工艺较为复杂,塑料壳的一致性较差,成品率不高,散热慢、重量也较重;不锈钢和碳钢外壳因不能做到完全绝缘,存在较大的安全缺陷。而这种铝壳恰恰解决了这些问题,不仅使壳体的重量更轻、更薄,散热性能更好,更重要的是这种铝壳做到了高度绝缘,确保安全。新型材料的使用让电池更轻便,价格也更低廉。
第五个技术突破是电池外部的两个导电枢纽都做了改进,用镀银的铝材替换了铜材。在电池里面,用涂炭铝箔代替了负极的铜箔,这样一来既减轻了电池重量,又降低了成本,同时还大大提高了电池的导电性能。
        第六个技术突破是电池生产过程中,采用干燥空气对电池中的水分进行真空抽洗,一改过去传统的用电烘干办法,这一工艺创新不仅可以做到彻底除水,减少能源消耗,更重要的是大大提高了生产效率,将电池内部除湿时间从70小时缩减为10分钟。
       林廷勇表示,六大核心技术突破是他们与美国、日本和国内相关高校科研人员长期密切联系,通力合作的结果。他们不仅整合了国内外锂离子电池先进技术,完善了相应的生产工艺,而且取得了多项核心技术专利。“这已是第二次送检,两份报告的测试结果都显示,我们的凝胶隔膜技术已超过日本,标志着我国锂电池隔膜技术的重大突破,并已步入国际领先水平。”
        目前,电动汽车推广的主要瓶颈之一是电池的成本过高。而这种“新一代磷酸铁锂中空夹层凝胶动力电池”,通过原材料应用、配方、生产工艺等方面的诸多技术突破,除高效、安全、寿命长等优势外,还具强大的价格优势,比国内目前应用的同类产品价格要低20%—25%。
        据悉,我国的磷酸铁锂电池技术有较大发展潜力,特别是在产业化制造方面具有较大优势。磷酸铁锂电池在安全性、稳定性、耐高温方面有较明显优势,并可大电流快速充放电,无记忆效应,随用随充。国家863计划“十五”期间对此进行了重点支持和鼓励。

(文章来源:中国科技网)

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