NO.010動(dòng)力電池的基本構(gòu)成l

電池管理系統(tǒng)（BMS）：主體和溫度、電壓、電流傳感器等l

電池箱：支撐、固定、包圍電池組的箱體，包含上蓋和下托盤(pán)，輔助元器件如連接件、護(hù)板、螺栓等l

輔助元器件：包括如熔斷器、繼電器、分流器、接插件、緊急開(kāi)關(guān)、煙霧傳感器、維修開(kāi)關(guān)、密封條、絕緣材料等l

電池系統(tǒng)：?jiǎn)误w電池串、并聯(lián)組成的多級(jí)單元l

主/被動(dòng)散熱系統(tǒng)（氟冷/水冷/風(fēng)冷）電池管理系統(tǒng)組成動(dòng)力電池基本理論動(dòng)力電池作為電能直接來(lái)源，主要應(yīng)用于插電式混合動(dòng)力汽車(chē)(PHEV)、純電動(dòng)汽車(chē)(BEV）和燃料電池汽車(chē)（FCEV)等新能源汽車(chē)。

要求比能量高、比功率大、壽命長(zhǎng)、成本低?；痉诸?lèi)根據(jù)電池的基本原理，動(dòng)力電池可分為化學(xué)電池、物理電池、生物電池三類(lèi)。

1)化學(xué)電池：利用物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)存和（或）釋放能

量，如鉛酸電池、離子電池、燃料電池等；

2)物理電池：利用光、熱、物理吸附等物理能量?jī)?chǔ)存和（或）釋放能量，如超級(jí)電容、飛

輪電池、太陽(yáng)能電池等；

3)生物電池：利用生物化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，

如生物太陽(yáng)能電池、酶電池、微生物電池。基本原理鋰離子動(dòng)力電池電化學(xué)表達(dá)式：正極化合物有LiCoO2

，

LiNiO2

，

LiMnO4

，

LiFeO2

，

LiFePO4等，負(fù)極化合物有LixC6

，

TiS2

，

WO3

，

NbS2

，V2O5等。正極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)：電池反應(yīng)：車(chē)用動(dòng)力電池種類(lèi)及特性電動(dòng)汽車(chē)用電池經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已取得了突破性的進(jìn)展。第一代是鉛酸電池，目前主要是閥控鉛酸電池（VRLA），由于其比能量較高、價(jià)格低和能高倍率放電，因此是目前大批量生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用的電動(dòng)汽車(chē)用電池，主要用于低端車(chē)輛上。第二代是堿性電池，主要有鎳鎬（Ni-cd）、鎳氫（Ni-MH）、鈉硫（Na/S）、鋰離子（Li-ion）和鋅空氣（Zn/Air）等多種電池，

其比能量和比功率都比鉛酸電池高，因此大大提高了電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力性能和續(xù)駛里程，但其價(jià)格卻比鉛酸電池高。目前已經(jīng)大批量生產(chǎn)和普遍應(yīng)用。第三代是燃料電池。燃料電池直接將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，能量轉(zhuǎn)化效率高，比能量和比功率都高，并且可以控制反應(yīng)過(guò)程，能量轉(zhuǎn)化過(guò)程可以連續(xù)進(jìn)行，因此是理想的汽車(chē)用電池，但目前還處于研制和小批量試用階段，一些關(guān)鍵技術(shù)還有待突破。超級(jí)電容器：利用多孔電極和電解質(zhì)組成雙層電容結(jié)構(gòu)，

外加電壓時(shí)，正負(fù)極板分別吸引電解液中的帶電離子，建立兩個(gè)電荷儲(chǔ)層，從而實(shí)

現(xiàn)電能存儲(chǔ)。超級(jí)電容器結(jié)構(gòu)（1）鉛酸電池鉛酸電池采用金屬鉛作為負(fù)極，二氧化鉛作為正極，用硫酸作為電解液。現(xiàn)在比較廣泛的采用免維護(hù)的閥控式鉛酸電池(VRLA)。分類(lèi)：①普通鉛酸電池：電解液是硫酸水溶液。電壓穩(wěn)定、價(jià)格低，比能量低、使用壽命短，維護(hù)頻繁，多用于車(chē)輛輔助電源。②干式鉛酸電池：使用時(shí)加入電解液，儲(chǔ)電能力強(qiáng)。③免維護(hù)蓄電池：目前在車(chē)用動(dòng)力電池中使用較多，其中閥控鉛酸蓄電池(VRLA)具有電流大、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。主要優(yōu)點(diǎn)：大電流放電性能好；價(jià)格低廉；無(wú)記憶效應(yīng)；易于識(shí)別荷電狀態(tài)；類(lèi)型比能量（W·h/kg）能量密度（W·h/L）比功率（W/kg）循環(huán)壽命（次）價(jià)格（美元/KW·h）鉛酸電池20-5060-100200-400400-6--120-150鎳氫電池50-70100-140150-300800-2000150-200Li-ion120-140240-280200-3001200150-180主要缺點(diǎn)：比能量低；壽命短，使用成本高；原料含鉛，有污染；充電時(shí)間長(zhǎng)。車(chē)用動(dòng)力電池分類(lèi)各類(lèi)型動(dòng)力電池主要性能參數(shù)（2）鎳氫電池鎳氫蓄電池正極活性物質(zhì)采用氫氧化鎳（NiOH），負(fù)極活性物質(zhì)為貯氫合金（MH）

，電解液為30％的氫氧化鉀溶液，電池充電時(shí)，正極的氫進(jìn)入負(fù)極貯氫合金中，放電時(shí)過(guò)程正好相反。在此過(guò)程中，正、負(fù)極的活性物質(zhì)都伴隨著結(jié)構(gòu)、成分、體積的變化，電解液也發(fā)生變化。鎳氫電池具有不明顯的“記憶效應(yīng)”。記憶效應(yīng)大大縮小了電池的儲(chǔ)存電容量，直接影響電池的使用。即電池在循環(huán)充放電過(guò)程中容量會(huì)出現(xiàn)衰減，而過(guò)度充電或放電，都可能加劇電池的容量損耗。因此對(duì)于廠商來(lái)說(shuō)，鎳氫電池控制系統(tǒng)在設(shè)定上都會(huì)主動(dòng)避免過(guò)度充放電，如將電池的充放電區(qū)間人為控制在總?cè)萘康囊欢ò俜直确?/p>

圍內(nèi)，以降低容量衰減速度。鎳氫電池主要特點(diǎn)：比功率高；無(wú)污染；耐過(guò)充過(guò)放；無(wú)記憶效應(yīng)；溫度范圍寬；自放電率高；高溫性能差；過(guò)充過(guò)放會(huì)排出氣體。鎳氫單體電池的額定電壓為1.2V，通常由六個(gè)或十個(gè)單體電池構(gòu)成一塊電壓為7.2V或12V的電池模組。豐田普銳斯混合動(dòng)力車(chē)型上就用了這種7.2V一節(jié)的電池，如圖示。電容量為6.5Ah，實(shí)測(cè)每節(jié)外形尺寸為274mm×

106mm

×20mm，質(zhì)量為1.1kg，有28節(jié)串聯(lián)共

計(jì)201.6V。（3）鋰離子電池鋰離子電池使用鋰碳化合物作負(fù)極，鋰化過(guò)渡金屬氧化物作正極，液體有機(jī)溶液或固體聚合物作為電解液。在充放電過(guò)程中，鋰離子在電池正極和負(fù)極之間往返流動(dòng)。分類(lèi)：鋰離子電池根據(jù)正極材料的不同，種類(lèi)很多，其中較為廣泛應(yīng)用的主要有磷酸鐵鋰電池、鈷酸鋰電池、錳酸鋰電池、三元鋰電池。三元鋰電又分NCM/NCA兩種材料NCM：（LiNi0.7Co0.15Mn0.15O2）正極材料由鎳鈷錳三種材料按比例組合而成；NCA（LiNi0.8Co0.15Al0.05O2），正極材料是由鎳鈷鋁構(gòu)成。兩種三元材料的前兩者是一樣的，都是鎳和鈷，只有最后一個(gè)不同，前者為錳，后者為鋁。

NCA生產(chǎn)過(guò)程中比NCM的生產(chǎn)工藝要求更

為嚴(yán)格。NCM中鎳：鈷：錳的摩爾比常見(jiàn)為5：

2：

3或1：

1：

1，而NCA中鎳：鈷：鋁常見(jiàn)的摩爾比為8：

1.5：

0.5，由于NCA中鋁的含量過(guò)

少，因此也常稱(chēng)為二元材料。而NCA中以Al（過(guò)渡金屬）代替錳，實(shí)際是將鎳鈷錳酸鋰通過(guò)離子摻雜和表面包覆進(jìn)行改性，離子摻雜可以增強(qiáng)材料的穩(wěn)定性，提高

材料的循環(huán)性能。制作過(guò)程中由于Al為兩性金屬，不易沉淀，因此NCA材料制作工藝上難度大。由于NCA的技術(shù)更高端，生產(chǎn)難度更大。NCM的生產(chǎn)廠家眾多，包括LG和中國(guó)的主要?jiǎng)恿﹄姵貜S家。序號(hào)外形尺寸mmN1N2N312065138220/2770107/120/131312/20100141/310412/2012080/85527135192/214620/27/40/53/57/79/8614891/95/98/129/200/396712/20/32/40/45/48/53/7117385/110/125/137/149/16

6/184/200832/5321798注：

1.所列尺寸范圍參照表1.2.考慮整車(chē)布置的需要，推薦方形電池極柱高度不超過(guò)10mm。序號(hào)外形尺寸mmN1N3118652217032665/7043270/134注：所列尺寸其尺寸范圍參照表1.產(chǎn)品尺寸尺寸范圍<

10±0.5≥10，＜100±2.0≥100，＜500±5.0≥500±10.0鋰離子電池規(guī)格GB/T34013-2017《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》。表2圓柱形電池尺寸系統(tǒng)表1蓄電池尺寸范圍方形電池尺寸系列1）磷酸鐵鋰電池—大量應(yīng)用，優(yōu)點(diǎn)：壽命長(zhǎng)、充放電倍率大、安全性好、高溫性好、元素?zé)o害、成本低。缺點(diǎn)：能量密度低、振實(shí)密度低(體積密度)。2）鈷酸鋰電池，優(yōu)點(diǎn)：電池結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、容量比高、綜合性能突出；

缺點(diǎn)：安全性差、成本非常高。主要用于中小型號(hào)電芯，廣泛應(yīng)用于筆記本電腦、手機(jī)、

MP3/4等小型電子設(shè)備中3C產(chǎn)品。3）錳酸鋰電池，優(yōu)點(diǎn)：振實(shí)密度高、成本低。缺點(diǎn)：耐高溫性差，錳酸鋰長(zhǎng)時(shí)間使用后溫度急劇升高，電池壽命衰減嚴(yán)重(如日產(chǎn)電

動(dòng)車(chē)LEAF)。4）三元鋰電池—應(yīng)用日益廣泛，優(yōu)點(diǎn)：能量密度高、振實(shí)密度高。缺點(diǎn)：安全性差、耐高溫性差、壽命差、大功率放電差、元素幾種鋰離子電池綜合對(duì)比參數(shù)磷酸鐵鋰鈷酸鋰錳酸鋰三元鋰振實(shí)密度（g/cm3）1.0~1.42.8~3.02.2~2.42.0~2.3比表面積（m2/g）12~200.4~0.60.4~0.80.2~0.4容量密度（Ah/kg）130~140135~140100~115

1155~165電壓平臺(tái)（V）3.23.73.63.6循環(huán)性能>2000>300>500>800過(guò)度金屬非常豐富貧乏豐富貧乏原料成本低廉很高低廉高環(huán)保無(wú)毒含鈷無(wú)毒含鎳、鈷安全性能優(yōu)秀差良好良好N1——方形電池的厚度；N2——方型電池的寬度；N3——不包含極柱的電池高度。鋰離子電池分類(lèi)及特點(diǎn)有毒。類(lèi)型工作電壓(V)陰極晶體結(jié)構(gòu)陽(yáng)極能量密度（W·h/kg）循環(huán)壽命（次）熱失控溫度(℃)鈷酸鋰3.7LCO層狀巖鹽C130-160300-500180錳酸鋰3.7LMO尖晶石C130-160600-1000265碳酸鐵鋰3.2LFP橄欖石C100-1302000310鎳鈷錳3.7NCM層狀巖鹽C150-1801500210鎳鈷鋁3.7NCA層狀巖鹽C170-2001500160鈦酸鋰2.3NCM層狀巖鹽LTO80-10010000210鋰離子電池構(gòu)造工藝鋰離子電池構(gòu)造幾種鋰離子電池性能參數(shù)對(duì)比各類(lèi)鋰離子電池主要性能參數(shù)三元電池成本結(jié)構(gòu)單層、雙層單層、雙層三層材料PPPEPP/PE/PP生產(chǎn)方法干法干法、濕法干法優(yōu)點(diǎn)耐熱性好、透過(guò)性好機(jī)械強(qiáng)度高低溫閉孔（130℃左右）綜合了PP、

PE膜優(yōu)點(diǎn)，機(jī)械強(qiáng)度好，安全性更高缺點(diǎn)安全關(guān)斷溫度（閉孔溫度＞140℃)高于PE耐高溫性能不如PP高溫透過(guò)性差應(yīng)用范圍數(shù)碼電池、動(dòng)力電池?cái)?shù)碼電池?cái)?shù)碼電池組分材料配比活性物質(zhì)人造石墨（C）93.5%-95.6%導(dǎo)電劑導(dǎo)電碳黑（sp）、導(dǎo)電石墨（ks-6）1.0%-2.5%增稠劑羧甲基纖維素鈉（CMC）1.3%-1.5%粘結(jié)劑丁苯橡膠乳液（SBR）2.1%-2.5%集流體銅箔-鋰離子電池構(gòu)造–隔膜：

使電池的正、負(fù)極分隔開(kāi)來(lái)，防止兩極接觸而短路，此外還具有能使電解質(zhì)離子通過(guò)的功能。有厚度均勻性、力學(xué)性能（包括拉伸強(qiáng)度和抗穿刺強(qiáng)度）、透氣性能、理化性能（包括潤(rùn)濕性、化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、安全性）等四大指標(biāo)。隔膜構(gòu)造--聚烯烴隔膜的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)：組分材料配比活性物質(zhì)三元（LiCo1-x-y

Nix

Mnyo2）93.5%-96.5%導(dǎo)電劑導(dǎo)電碳黑（sp）、導(dǎo)電石墨（ks-6）1.5%-4%粘結(jié)劑聚偏氟乙烯（PVDF）2.0%-2.5%集流體鋁箔-鋰離子電池正極構(gòu)造：活性物質(zhì)+導(dǎo)電劑+粘結(jié)劑+集流體（鋁箔），正極配方：鋰離子電池負(fù)極構(gòu)造：活性物質(zhì)+導(dǎo)電劑+增稠劑+粘結(jié)劑+集流體（銅箔），負(fù)極配方：動(dòng)力電池特性1）電壓/額定電壓：公稱(chēng)電壓、工作時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電壓。工作電壓：電池

實(shí)際放電電壓范圍。充電電壓：外電路直流電壓對(duì)電池充電的電壓。2）內(nèi)阻（mΩ),蓄電池的內(nèi)阻包括：正負(fù)極板的電阻，電解液的電阻，隔板的電阻和連接體的電阻等；動(dòng)力電池內(nèi)阻是電池發(fā)熱的主要原因之一，同時(shí)影響電池的充放電效率，因此控制電池內(nèi)阻至關(guān)重要；電池的內(nèi)阻在放電過(guò)程中會(huì)逐漸增加，而在充電過(guò)程中則逐漸減小。故端電壓在放電時(shí)低于電池的電動(dòng)勢(shì)，充電時(shí)又高于電

池的電動(dòng)勢(shì)。電池種類(lèi)額定電壓工作電壓充電電壓鉛酸電池2V1.8V~2V2.25V~2.5V鎳氫電池1.2V1.1V~1.5V1.45~1.5V鋰離子電池3.6V2.75V~3.6V4.1V~4.2V負(fù)極集流體（負(fù)極極耳）：鎳帶（約0.1mm厚）高溫膠帶（約0.05mm厚）正極集流體（正極極耳）：鋁帶（約0.1mm厚）負(fù)極物質(zhì)：石墨+乙炔黑+CMC+SBR正極物質(zhì)：

LiFePO4

+乙炔黑+PVDF負(fù)極基體：鋁箔（約0.010mm厚）正極基體：鋁箔（約0.016mm厚）高溫膠帶（約0.05mm厚）鋰離子電池構(gòu)造-極片3）比能量（Wh/kg）：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的電極材料放出電能的大小，它

標(biāo)志著純電動(dòng)模式下電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航能力。4）比功率密度（Wh/L）：燃料電池所能輸出的最大功率除以整個(gè)燃料電池的重量或體積，用來(lái)描述電池在瞬間能放出較大能量的能力。5）比功率（W/kg）：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的電池所能提供的功率，用來(lái)判斷

電動(dòng)汽車(chē)的加速性能和最高車(chē)速，直接影響電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力性能。6）循環(huán)壽命（次）：電池充電一放電循環(huán)一周的次數(shù)，是衡量動(dòng)

力電池壽命的重要指標(biāo)。循環(huán)次數(shù)越多，動(dòng)力電池的使用時(shí)間越長(zhǎng)。7）自放電率（%/月）：?jiǎn)挝粫r(shí)間自放電量與容量比值。8）充電特性：充電過(guò)程中電壓與容量關(guān)系。9）放電特性：放電過(guò)程中電壓與容量關(guān)系。10）電池安全：電池漏電、熱穩(wěn)定性、電力穩(wěn)定性11）熱失控：?jiǎn)误w電池放熱連鎖反應(yīng)引起電池自溫升速率急劇變化，

不可逆，引起過(guò)熱、起火、爆炸現(xiàn)象。鋰離子動(dòng)力電池?zé)崾Э氐臋C(jī)理：熱失控發(fā)生時(shí)，各種材料相繼發(fā)生熱化學(xué)反應(yīng)，放出大量的熱量，形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)效應(yīng)，使得電池體系內(nèi)部溫度不可逆快速升高。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)過(guò)程中，電解液氣化及副反應(yīng)產(chǎn)氣造成電池體系內(nèi)壓力升高，電池噴閥破裂后，可燃?xì)怏w被點(diǎn)燃發(fā)生燃燒反應(yīng)。單體電池的熱失控特性表現(xiàn)為其組成材料反應(yīng)熱特性的疊加。熱失控一般是從負(fù)極與電解液界面上開(kāi)始的，但是隨著溫度的快速升高，這一過(guò)程的整體產(chǎn)熱量是由正極與電解液的反應(yīng)主宰的。因此，穩(wěn)定的正極材料對(duì)鋰離子電池的熱安全性至關(guān)重要。單體模組系統(tǒng)防機(jī)械

誘因GB/T31485-2015：

針刺、擠壓、跌落GB/T31485-2015：針刺、擠壓、跌落GB/T3167.3：機(jī)械沖擊、振動(dòng)、跌落、翻轉(zhuǎn)、模擬碰撞、擠壓防電誘因GB/T31485-2015：過(guò)充電、過(guò)放電、短

路GB/T31485-2015：過(guò)充電、過(guò)放電、短路GB/T3167.3：過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)、短路保護(hù)防熱誘因GB/T31485-2015：加熱無(wú)無(wú)幾種動(dòng)力電池充電特性曲線幾種動(dòng)力電池放電特性曲線機(jī)械誘因、電誘因和熱誘因枝晶效應(yīng)：在充電過(guò)程中，鋰離子從正極脫嵌，穿越隔膜，跳進(jìn)電解液后，在充電器給予的外電場(chǎng)作用下向負(fù)極運(yùn)動(dòng)，依次進(jìn)入石墨組成的負(fù)極，在負(fù)極表面形成碳鋰化合物。當(dāng)充電速度過(guò)快時(shí)，鋰離子還來(lái)不及鉆進(jìn)負(fù)極的小洞穴，就在負(fù)極附近的電解液中聚集起來(lái)，一些靠近碳負(fù)極的鋰離子就會(huì)與電子結(jié)合，從而變成金屬鋰。時(shí)間一長(zhǎng)，金屬鋰就會(huì)在負(fù)極堆積起來(lái)、形成像樹(shù)枝一樣的晶體，這種樹(shù)枝狀晶體為“枝晶”。枝晶大到一定程度會(huì)刺穿正負(fù)極之間的隔膜，一旦刺穿，電池會(huì)立即短路，輕者電池報(bào)廢，重者發(fā)生爆

炸。車(chē)用動(dòng)力電池成組技術(shù)：滿足車(chē)輛需求的電池參數(shù)設(shè)計(jì)：

HEV（功率型）/EV（能量型）/PHEV（能量功率兼顧型）；從整車(chē)需求出

發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)；單體電池電氣連接設(shè)計(jì)：混連方式/便于制造組裝。可靠性：機(jī)械連接、固定工藝；防水、防塵、防撞、電磁兼容。

電池單體一致性控制與選配。成組技術(shù)發(fā)展方向：建立車(chē)用動(dòng)力電池性能指標(biāo)體系；綜合電池多方面性能的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化；電池分選標(biāo)準(zhǔn)化；基于熱管理、能量管理的混聯(lián)配組技術(shù)。熱管理技術(shù)：目的--電池組溫度較高時(shí)進(jìn)行散熱；溫度較低時(shí)進(jìn)行適當(dāng)加熱，保證低溫環(huán)境下充放電安全和效率；減小電池單體工作環(huán)境差異，保證電池組一致性。溫度控制策略：電池溫度分區(qū)采集、分級(jí)管理。針對(duì)不同區(qū)域溫度變化采取不同級(jí)別的措施。發(fā)展方向：傳熱介質(zhì)和傳熱路徑優(yōu)化；低溫電池加熱技術(shù)；熱量的產(chǎn)生/傳導(dǎo)/耗散規(guī)律研究；電/熱/化多能量耦合熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)。能量管理技術(shù)--電池管理系統(tǒng)（BMS）：參數(shù)檢測(cè)、狀態(tài)估計(jì)、在線診斷、安全控制與報(bào)警電池狀態(tài)檢測(cè)與估計(jì)：對(duì)象--單體電池、電池組估計(jì)階段不同，方法、運(yùn)算量、精度有所不同：①行駛時(shí)：狀態(tài)估計(jì)器；②靜置時(shí)：均衡、利用VOC校正SOC；③充電時(shí)：均衡、更新初始SOC；④車(chē)檢時(shí)：以試驗(yàn)數(shù)據(jù)更新SOH估計(jì)。發(fā)展方向：電池不一致性的低成本、高精度狀態(tài)估計(jì)技術(shù)；面向不同用戶(hù)特征（充電頻率、平均形成）、不同工況（動(dòng)力型、壽命型、

續(xù)航型）進(jìn)行不同能量管理策略；結(jié)合車(chē)聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)。鉛酸電瓶動(dòng)力電池（主流鋰電池）內(nèi)部架構(gòu)電解液+鉛板諸多小容量單體電池以積木式組合連接，以阻燃耐高溫材料殼體封裝，配備充/放電管理、電壓/溫度檢測(cè)、電加熱、通風(fēng)導(dǎo)熱、自動(dòng)滅火、泄壓閥等功能模塊而成的大型電池模組用途啟動(dòng)電源/低速電動(dòng)車(chē)長(zhǎng)時(shí)間、遠(yuǎn)距離驅(qū)動(dòng)車(chē)輛技術(shù)特性低電壓、大電流（適合短時(shí)間、大電流放電）高電壓、大電流（適合長(zhǎng)時(shí)間、大電流放電）能量密度30WH/Kg100~200WH/Kg技術(shù)含量低高循環(huán)壽命短長(zhǎng)單位價(jià)格低高其他單體電壓、充放電特性、記憶特性等不同備注：特斯拉MODELS電池組重達(dá)900多公斤，由7104節(jié)18650電芯組成汽車(chē)動(dòng)力電池不同于普通汽車(chē)鉛酸電瓶動(dòng)力電池特性與問(wèn)題動(dòng)力電池與熱管理：動(dòng)力電池的最關(guān)鍵性能指標(biāo)是能量密度(Wh/Kg)，不斷提升中，車(chē)輛實(shí)際續(xù)航能力受熱管理（ThermalManagement）能力影響極大——充/放電過(guò)程發(fā)熱大、溫度高，工作環(huán)境相對(duì)封閉，原則上應(yīng)控制在0℃~+55℃。電池?zé)峁芾矶x：通過(guò)溫度檢測(cè)、開(kāi)關(guān)充電回路、啟停加熱/散熱等措施使電芯溫度范圍穩(wěn)定在合理范圍內(nèi)。解決方案：保障電池安全之熱管理技術(shù)：①第一層面：?jiǎn)误w電池電芯層面，選擇合適電芯（鎳氫電池、磷酸鐵/三元鋰離子/錳酸

鐵鋰電池）、內(nèi)部隔膜材料。②第二層面：電池模組熱量控制，主動(dòng)/被動(dòng)+導(dǎo)熱材料，加強(qiáng)電池的加溫和散熱能力，保證每個(gè)電池單體工作在合適的溫度范圍內(nèi)和保持電池箱內(nèi)合理的溫度分布，避免單體級(jí)別的熱失控?cái)U(kuò)展到整個(gè)電池系統(tǒng)的熱失控級(jí)別安全保障技術(shù)碰撞安全：分區(qū)構(gòu)造車(chē)體，多重機(jī)構(gòu)保護(hù)。強(qiáng)電安全：避免直接接觸：布局、絕緣。避免間接接觸：等電位。電流保護(hù)：智能開(kāi)關(guān)、保險(xiǎn)絲。熱安全：熱安全性能預(yù)測(cè)，動(dòng)力系統(tǒng)整體隔熱。發(fā)展方向：電池安全性全面檢驗(yàn)及認(rèn)證方法；基于量產(chǎn)型傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)；非解體、無(wú)損健康診斷技術(shù)；基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的整車(chē)嵌入式安全管理系統(tǒng)。l防撞防震、防水機(jī)械結(jié)構(gòu)+連接件鎖固+導(dǎo)熱灌封膠l固定電池組、填充間隙導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠/導(dǎo)熱膠片l散熱導(dǎo)熱主動(dòng)/被動(dòng)散熱+導(dǎo)熱灌封膠/導(dǎo)熱膠片l阻燃、防水殼體材料+MS/導(dǎo)熱硅膠

動(dòng)力電池組裝用膠點(diǎn)零部件鎖固

線路結(jié)構(gòu)保護(hù)銘牌粘接厭氧膠導(dǎo)熱灌封有機(jī)硅丙烯酸結(jié)

構(gòu)膠雙組份聚氨酸結(jié)構(gòu)膠硅膠UV膠高性能丙烯酸結(jié)構(gòu)膠低溫固化

環(huán)氧膠熱管理技術(shù)的實(shí)現(xiàn)環(huán)氧導(dǎo)熱膠導(dǎo)熱硅膠MS膠導(dǎo)

熱硅膠動(dòng)力電池組裝PACK密封結(jié)構(gòu)粘接結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱電池灌封黃膠對(duì)膠共同要求：防撞防震、導(dǎo)熱、阻燃、防水圓柱型電池組裝軟方型電池組裝軟包型電池采樣線束及導(dǎo)電連接板車(chē)用鋰電池單體的三種結(jié)構(gòu)模組底板（帶導(dǎo)熱絕緣層）模組端板和電芯間絕緣板圓柱型方型模組側(cè)板（帶絕緣膜）電池支架

ABS/PC模組頂蓋模組端板方形電芯塑料柱鎳片/鋁片電池支架PC片1鎳片/鋁片鋁板軟包電池膠粘劑鋰離子電池生產(chǎn)工藝鋰離子電池生產(chǎn)工藝包型電池組裝導(dǎo)熱灌封膠：通過(guò)對(duì)模組的整體灌封，將熱量從電池模組傳導(dǎo)到散熱殼體上，借助灌封膠的高介電強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)，能在模組設(shè)計(jì)中

減少間隙的大??；耐受熱沖擊，固化時(shí)收縮率極低，可靠保護(hù)電

子元件導(dǎo)熱-結(jié)構(gòu)膠粘劑（膠或?qū)釅|片）：

提升設(shè)計(jì)靈活度，不受機(jī)械夾具的約束，能夠粘合各種基底材料，令設(shè)計(jì)更加從容，降低

對(duì)緊固件的需求，從而簡(jiǎn)化電池模組設(shè)計(jì)，

優(yōu)化冷卻系統(tǒng)。導(dǎo)熱間隙填充材料（膠或?qū)釅|片）

：填充電芯、殼體之間的間隙，緩解由溫度差異和彎曲變形引發(fā)的應(yīng)力，緩沖運(yùn)行振動(dòng)，可

揮發(fā)的硅氧烷含量可以控制在ppm級(jí)別。導(dǎo)熱材料（膠、墊片）分類(lèi)應(yīng)用導(dǎo)熱材料的四種作用：①為動(dòng)力電池提供防護(hù)效果；②實(shí)現(xiàn)安全可靠的輕量化設(shè)計(jì)；③熱管理輔助；

④幫助電池應(yīng)對(duì)更復(fù)雜的使

用環(huán)境。聚氨酯灌封膠：毒性較大，容易使人產(chǎn)生過(guò)敏癥狀，生產(chǎn)制作需要十分注意。環(huán)氧灌封膠：粘接強(qiáng)度高，防盜版；

固化放熱大，

易有應(yīng)力，抗冷熱變化能力較弱，受冷熱沖擊時(shí)膠體可能開(kāi)裂，

水分、濕氣可

能滲入到電子元器件內(nèi)，造成隱患或故障。有機(jī)硅型灌封膠：導(dǎo)熱灌封膠技術(shù)指標(biāo)：熱力學(xué)性能—導(dǎo)熱率；

電力學(xué)性能—介電強(qiáng)度、體積電阻率和介電常數(shù)；工藝性能—流動(dòng)性、密度和粘接

性；對(duì)電子元器件無(wú)應(yīng)力或低應(yīng)力；抗硫、磷等化合物

“

中毒”；

可返修性。有機(jī)硅幫助實(shí)現(xiàn)功能的安全性 緊固密封：長(zhǎng)期，抵抗（潮濕、化學(xué)品、

冷卻液）

電絕緣：在非常寬的溫度、頻率范圍內(nèi)，絕緣強(qiáng)度相對(duì)一致穩(wěn)定

抗振阻尼：在-45℃至180℃以上溫度范

圍內(nèi)有機(jī)硅幫助生產(chǎn)工藝快速、便捷、經(jīng)濟(jì)

匹配不同的生產(chǎn)工藝需要，可進(jìn)行靈活調(diào)配（如流動(dòng)性、潤(rùn)濕性、粘接力、固化速度等）

容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)

有機(jī)硅在非常寬的溫度范圍內(nèi)性能一致穩(wěn)定可靠，耐溫高達(dá)180℃（特殊型號(hào)產(chǎn)品耐溫230℃)

導(dǎo)熱性有機(jī)硅幫助散熱和熱管理

低模量凝膠型有機(jī)硅的封裝，保護(hù)敏感電子部件免受外部環(huán)境以及機(jī)械應(yīng)力傳遞所造成的的干擾和破壞聚氨酯密封膠有機(jī)硅已經(jīng)被證明能夠滿足汽車(chē)工業(yè)的“熱”要求環(huán)氧密封膠有機(jī)硅密封膠有機(jī)硅保護(hù)

敏感性電子電池灌封用膠分類(lèi)動(dòng)力電池研究新動(dòng)向石墨烯-鋰離子電池，

石墨烯

-碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料，①概念：以石墨烯為電池負(fù)極的基本單元材料。②特點(diǎn)：石墨烯基電極材料同時(shí)具有良好的電子傳輸通道和離子傳輸通道，利于鋰離子電池功率性能提高。③優(yōu)勢(shì)：石墨烯具有極大的比表面積和良好的電學(xué)性能，利于實(shí)現(xiàn)高能量密度