在我們?nèi)粘Ｊ褂?Windows 電腦的過程中，電源管理一直是一個備受關(guān)注的問題。尤其是當(dāng)我們需要長時間離開電腦，卻又不希望它進(jìn)入睡眠狀態(tài)，導(dǎo)致正在進(jìn)行的任務(wù)中斷時，一款強(qiáng)大的電源管理工具就顯得尤為重要。今天，我要向大家介紹一款備受好評的 Windows 電源管理工具——Dont Sleep。
Dont Sleep 擁有眾多實(shí)用的功能，讓您能夠輕松掌控電腦的電源狀態(tài)。它可以阻止電腦進(jìn)入睡眠、休眠或關(guān)閉顯示器，確保您的下載、文件傳輸?shù)热蝿?wù)不受干擾。比如說，您正在下載一個大型文件，或者進(jìn)行長時間的視頻渲染，Dont Sleep 就能確保電腦始終保持清醒，不會因?yàn)橄到y(tǒng)默認(rèn)的電源設(shè)置而中斷工作。 不僅如此，它還支持設(shè)置特定的時間范圍來保持電腦的清醒狀態(tài)。您可以根據(jù)自己的需求，精確地設(shè)定在某個時間段內(nèi)不讓電腦進(jìn)入睡眠，非常靈活方便。
Dont Sleep 的操作界面簡潔直觀，即使您是電腦小白，也能輕松上手。只需要幾個簡單的點(diǎn)擊，就能完成各種設(shè)置。它的主界面清晰地展示了各項功能的開關(guān)和設(shè)置選項，一目了然。 例如，您可以通過勾選相應(yīng)的選項來阻止電腦睡眠、關(guān)閉顯示器或者阻止系統(tǒng)關(guān)機(jī)。而且，Dont Sleep 還提供了實(shí)時的狀態(tài)提示，讓您清楚地知道當(dāng)前電腦的電源管理狀態(tài)。
與市面上的其他電源管理工具相比，Dont Sleep 具有獨(dú)特的優(yōu)勢。它占用系統(tǒng)資源極少，不會影響電腦的性能。而且，它的穩(wěn)定性極高，不會出現(xiàn)因?yàn)檐浖_突而導(dǎo)致的系統(tǒng)故障。 很多同類工具可能功能復(fù)雜，讓用戶感到困惑。但 Dont Sleep 專注于核心的電源管理功能，做到了簡單而強(qiáng)大。
總之，如果您經(jīng)常遇到電腦因?yàn)殡娫垂芾矶鴮?dǎo)致任務(wù)中斷的煩惱，或者希望更靈活地控制電腦的電源狀態(tài)，那么 Dont Sleep 絕對是您的不二之選。它強(qiáng)大的功能、簡單易用的界面以及顯著的優(yōu)勢，都能為您帶來更出色的 Windows 電腦使用體驗(yàn)。公眾號：小王科技館 回復(fù)關(guān)鍵詞：082 即可免費(fèi)獲取下載！
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T之家 8 月 18 日消息，微軟正努力使 Windows 11 操作系統(tǒng)更省電，以延長用戶單次充電下的使用時間。雖然搭載驍龍 X 處理器的新品已經(jīng)具備出色的續(xù)航表現(xiàn)，但開發(fā)節(jié)能的操作系統(tǒng)同樣重要。
本周早些時候，微軟在 Canary 頻道的發(fā)布了 Build 27686 預(yù)覽版。該版本包含多個新功能和改進(jìn)，其中一項是針對 Build 27686 系統(tǒng)的底層優(yōu)化，旨在提升電池續(xù)航。微軟表示，他們對該版本的系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，以延長電池壽命。用戶可以反饋使用體驗(yàn)，如果電池續(xù)航不符合預(yù)期，可以通過反饋中心提交相關(guān)信息，并使用“開始錄制”按鈕捕獲額外的日志。
IT之家注意到，微軟還在電源管理方面做出了一項更明顯的改動。Build 27686 預(yù)覽版允許用戶為不同電源狀態(tài)設(shè)置單獨(dú)的電源模式。例如，用戶可以在連接電源時選擇“最佳性能”模式，而在電池模式下選擇“最佳電源效率”模式。微軟表示：“我們正在改進(jìn)設(shè)置 > 系統(tǒng) > 電源和電池，包括能夠?yàn)椴迦腚娫春碗姵貭顟B(tài)分別設(shè)置電源模式，以及對該頁面的其他 UI 改進(jìn)。”
此外，27686 版本還包括 HDR、FAT32、Windows 沙盒等其他改進(jìn)。
年來，隨著新能源汽車的快速蓬勃發(fā)展，動力電池技術(shù)和相關(guān)集成管理技術(shù)層出不窮、節(jié)節(jié)開花，如新材料技術(shù)(無鈷材料等)、新工藝技術(shù)(刀片電池等)、新集成技術(shù)(CTP等)、新管理技術(shù)(彈匣電池等)匯聚了材料廠、電池廠和整車廠的最新研發(fā)應(yīng)用成果。本文整理了近三年(動力)電池的主要公開技術(shù)，參考了大量研究報告、公開文獻(xiàn)、公開專利、發(fā)布會內(nèi)容、音視頻資料等并揉合了作者個人主觀觀點(diǎn)，簡單介紹了近年來具有代表性的10種新材料、新工藝技術(shù)和10種電池包集成和管理技術(shù)，并公開分享。
目前新能源汽車動力電池主要采用三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池，根據(jù)中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布的公開資料，2021年，我國三元鋰電池裝機(jī)量74.3GWh，占比48.1%，磷酸鐵鋰裝機(jī)量79.8GWh，占比51.7%，二者占據(jù)了近100%的動力電池市場并且彼此難分伯仲，各有千秋。
三元電池的核心優(yōu)勢是能量密度，劣勢是成本和安全性能，而磷酸鐵鋰的核心優(yōu)勢是成本和安全性能，劣勢是能量密度。在此基礎(chǔ)上，材料廠、電池廠、整車廠不斷推出了新材料、新工藝技術(shù)，以期望達(dá)到電池能量密度、成本和安全的相對平衡。
1、無鈷電池
2019年7月9日，蜂巢能源（原長城汽車動力電池事業(yè)部）舉行品牌戰(zhàn)略規(guī)劃及產(chǎn)品發(fā)布會，面向全球首發(fā)無鈷電池產(chǎn)品。
本次發(fā)布的無鈷電池產(chǎn)品尺寸為44.3*220*100mm，容量156Ah，能量密度達(dá)到265Wh/kg，循環(huán)壽命可以滿足2000次。據(jù)蜂巢能源介紹，其無鈷材料性能可以達(dá)到NCM811的水平，但材料成本可以降低5~15%，電芯BOM成本降低約5%。
目前，動力電池正極材料主要包括NCM和LFP兩種材料，NCM材料由于含有Ni、Co、Mn三種元素而得名“三元材料”，所謂的無鈷電池就是在NCM材料基礎(chǔ)上取消了Co元素，即可以理解為NMx二元電池。
由于Co儲量較少，地殼豐度僅為0.0025%，且大部分Co資源都產(chǎn)自政局不穩(wěn)定的剛果（金），無法穩(wěn)定支撐汽車未來的全面電動化過程，且價格昂貴，因此，取消Co元素后可以降低材料成本，規(guī)避對Co元素的依賴，但Co元素可以穩(wěn)定材料層狀結(jié)構(gòu)，降低Li+/Ni2+混排，從而提升循環(huán)和倍率性能，取消Co元素后必然對材料性能產(chǎn)生不利效果，為了解決這一問題，蜂巢能源對無鈷材料進(jìn)行以下改性：
1）陽離子摻雜
摻雜無未成對的電子自旋元素，降低Li+/Ni2+混排，提升倍率性能；
摻雜M-O鍵能大的元素，穩(wěn)定O的八面體結(jié)構(gòu)，減緩Li+嵌入/脫出過程的晶胞體積變化，提升循環(huán)性能。
2）單晶化
區(qū)別于多晶材料（一次顆粒團(tuán)聚為二次球），單晶材料是單個分散的顆粒，具有更穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)，可以大幅提升電池高電壓下的循環(huán)性能和安全性能。
3)納米網(wǎng)絡(luò)包覆
在單晶顆粒表面包覆一層納米氧化物，減少正極材料與電解液的副反應(yīng)，從而有效改善高電壓下的循環(huán)穩(wěn)定性。
2021年8月29日，蜂巢能源在第二十四屆成都國際車展上正式宣布，其開發(fā)的全球首款無鈷電池包正式搭載長城歐拉首款SUV車型櫻桃貓，實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)裝車。本次量產(chǎn)裝車的無鈷電池包的總電量82.5KWh，系統(tǒng)能量密度170Wh/kg，支持工況續(xù)航里程超600公里。
2、四元電池
2019年7月9日，蜂巢能源舉行品牌戰(zhàn)略規(guī)劃及產(chǎn)品發(fā)布會，面向全球同時首發(fā)了NCMA四元電池產(chǎn)品。
本次發(fā)布的四元電池產(chǎn)品尺寸為44.3*220*100mm，容量157Ah，能量密度達(dá)到265Wh/kg，循環(huán)壽命可以滿足2500次。
NCMA四元電池指材料中含有Ni、Co、Mn、Al四種元素，即在NCM三元材料中摻雜第四元素，同時將Ni含量降低，制備單晶材料，可以達(dá)到NCM811相當(dāng)?shù)哪芰棵芏龋⑶腋纳屏烁哝嚥牧袭a(chǎn)氣、循環(huán)和安全問題。
第四元素（Al）的加入可以增強(qiáng)材料晶粒之間的邊界強(qiáng)度，減少有害相變轉(zhuǎn)變過程的微隙，從而提高循環(huán)性能和安全性能。但元素?fù)诫s種類過多，制備工藝更復(fù)雜，材料合成的一致性難以保證。
3、刀片電池
2020年3月29日，比亞迪在深圳衛(wèi)視舉行“刀片電池”超級發(fā)布會，刀片電池首次進(jìn)入大眾視野。據(jù)悉，刀片電池在重慶璧山基地量產(chǎn)，采用磷酸鐵鋰材料體系，將首次搭載于“比亞迪-漢”車型。
刀片電池是指電池外形像刀片一樣細(xì)長扁平（如典型尺寸13.5mm*90mm*960mm）的鋰電池，內(nèi)部采用疊片工藝，單張極片長度可達(dá)900mm以上，電池PACK時直接集成到電池包底部，取消了模組結(jié)構(gòu)，相比于傳統(tǒng)電池包，刀片電池集成的空間利用率提高約50%，也就是說，相同的體積下可裝配更多的刀片電池，從而提高電動汽車的續(xù)駛里程。
刀片電池的核心優(yōu)勢：
1）超級利用率
傳統(tǒng)電池包采用電芯-模組-電池包的組裝方案，空間利用率約40%，刀片電池采用電芯-電池包的組裝方案，空間利用率約60%，由于取消了模組和梁結(jié)構(gòu)，刀片電池既作為能量體提供電能，又充當(dāng)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行固定和支撐。
2）超級強(qiáng)度
刀片電池采用側(cè)立插入式排布，形成電芯陣列，電池堆強(qiáng)度極高，并且在電池堆上下兩面還粘貼了兩塊高強(qiáng)度板，對電池包強(qiáng)度進(jìn)行升級。
3）超級安全
采用熱穩(wěn)定性良好的磷酸鐵鋰材料，可通過最嚴(yán)苛的針刺安全測試，且電池表面溫度不超過60℃。
刀片電池的隱憂：
1）低溫性能
磷酸鐵鋰材料本身低溫性能差，搭載磷酸鐵鋰電池的電動汽車在低溫天氣下可能導(dǎo)致續(xù)駛里程急速降低。
2）可維修性
由于刀片電池直接集成到電池包底部，當(dāng)電池受損需要更換時，需要拆掉整個電池包，維修成本較高。
4、4680無極耳電池
2020年9月23日，特斯拉舉辦2020年度股東大會暨“電池日”活動，特斯拉掌門人Elon Musk向全球展示了一款全新電池—4680無極耳電池。據(jù)悉，相比于此前的2170電池，這款新型電池可以提升5倍的能量，6倍的充電功率，16%的續(xù)駛里程，降低每度電成本約14%。
4680無極耳電池主要包括“4680”和“無極耳”兩大技術(shù)，4680代表直徑46mm，高度80mm的圓柱電池，通過增加單體電芯的尺寸可攤薄非活性物質(zhì)占比，降低固定成本和BMS難度。無極耳指的并不是沒有極耳，而是沒有傳統(tǒng)意義上的焊接在集流體上的極耳，通過激光直接在集流體上切割出極耳形狀，然后與集流盤焊接，通過集流盤將電流引出到殼體，實(shí)現(xiàn)外電路的連接。
在4680電池應(yīng)用上，特斯拉采用CTC技術(shù)方案，即直接將電芯集成到汽車底盤上，從而可以大幅減少零部件數(shù)量，實(shí)現(xiàn)車身減重，續(xù)航提升，單位成本降低。
組成Model Y的950顆4680電池縫隙間填充了大量粉色泡沫材料（聚氨酯），利用聚氨酯將單個電池之間牢牢粘結(jié)在一起，在沒有模組和電池包的情況下，也能實(shí)現(xiàn)與汽車底盤的可靠固定，并且泡沫材料具有一定的彈性，當(dāng)電動汽車受到碰撞時，可以吸收電池受力的能量，具有較好的耐沖擊和耐振動性能。
4680無極耳電池通過大圓柱方案實(shí)現(xiàn)了單體能量的大幅提升，極大簡化了PACK的零部件，降低了成本，提升了續(xù)航，采用無極耳技術(shù)還大幅降低了電池內(nèi)阻（集流體內(nèi)阻可降低99%以上），減少了電池產(chǎn)熱，提高了安全性能。但4680電池工藝極其復(fù)雜（參考4680生產(chǎn)工藝簡圖，如極耳揉平和與集流盤的焊接等工藝難點(diǎn)），且對設(shè)備要求極高，除外，4680電池采用CTC車身一體化集成方案，同樣會面臨同刀片電池一樣的問題，那就是可維修性很差，甚至有過之而無不及，業(yè)內(nèi)給出的評價是：特斯拉這種CTC電池包維修的可能性幾乎為零！
5、干法電池
特斯拉掌門人Elon Musk在2020年度股東大會暨“電池日”活動上，向全球展示了一款全新電池—4680無極耳電池，據(jù)悉，該款電池采用了干法電極技術(shù)，亦可稱為“干法電池”。
早在2019年5月，特斯拉以溢價55%的價格（2.18億美元）收購了Maxwell公司，根據(jù)資料顯示，Maxwell成立于1965年，是一家生產(chǎn)超級電容器的公司，產(chǎn)品主要用于能源、工業(yè)和汽車領(lǐng)域，公司核心技術(shù)是超級電容技術(shù)和突破性的干法電極技術(shù)。
在鋰電池制造過程中，電極制備通常是采用濕法工藝，即將組成電極配方的干粉顆粒與溶劑混合分散形成漿料，然后涂覆在集流體上烘烤后形成電極。干法電極不使用任何溶劑，而是直接將組成電極配方的干粉顆粒高速混合，通過高速剪切使粘結(jié)劑PTFE纖維化，然后對混合后的粉末進(jìn)行熱輥壓形成自支撐膜，最后將自支撐膜在熱量作用下壓合粘接在集流體上形成電極。
由于干法電極制備過程不使用任何溶劑，因此是一種綠色工藝，既節(jié)能環(huán)保，又可以降低材料成本，還有利于制備能量型電池的厚電極，并且其制造工藝特別適用于下一代摻硅補(bǔ)鋰和固態(tài)電池體系，可以說是一種非常具有前景的極片制備工藝，但自支撐膜和集流體的接觸問題以及干粉顆粒之間的接觸問題都會導(dǎo)致電極的阻抗增加，其倍率相對更差，并且干法電極工藝難度較大，需要開發(fā)專用設(shè)備，目前很難大規(guī)模應(yīng)用。
6、(半)固態(tài)電池
2021年1月9日，蔚來汽車“NIO Day”在成都舉辦，并發(fā)布了首款旗艦轎車ET7，宣稱搭載了150kWh固態(tài)電池，能量密度高達(dá)360Wh/kg，續(xù)駛里程突破1000km，隨后，創(chuàng)始人李斌一句“量產(chǎn)固態(tài)電池”更是震驚業(yè)界。
實(shí)際上，固態(tài)電池是一個較為寬泛的概念，傳統(tǒng)的鋰電池采用液態(tài)電解質(zhì)作為Li+傳輸?shù)妮d體，而固態(tài)電池技術(shù)的核心就是針對電解質(zhì)的革新。根據(jù)電解質(zhì)中液態(tài)成分含量劃分為半固態(tài)電池（液體含量≤10%）、準(zhǔn)固態(tài)電池（液體含量≤5%）、全固態(tài)電池（液體含量0%），固態(tài)電池的發(fā)展和應(yīng)用趨勢將是一個“梯次滲透”的過程，最終的固態(tài)電池將完全采用固態(tài)電解質(zhì)，并且負(fù)極需要采用鋰金屬材料，才能充分發(fā)揮固態(tài)電池的優(yōu)勢，理論能量密度可達(dá)400~500Wh/kg甚至更高。
固態(tài)電解質(zhì)的研究主要包括三大類：聚合物、氧化物、硫化物。
1）聚合物固態(tài)電解質(zhì)由聚合物基體（如聚酯、聚酶、聚胺等）和鋰鹽（LiClO4、LiFP6等）組成，Li+以鋰鹽形式“溶于”聚合物基體，傳輸速率受到基體相互作用及鏈段活動能力的影響，溫度越高，聚合物的離子電導(dǎo)率越高。目前主要研究的聚合物電解質(zhì)體系是PEO，其可與多種鋰鹽發(fā)生絡(luò)合，對鋰鹽溶解性好，但室溫電導(dǎo)率僅10-5S/cm，氧化電位也較低（3.8V），需要進(jìn)行改性來滿足高電壓體系。
2）氧化物固體電解質(zhì)包括晶態(tài)（鈣鈦礦型LLTO、NASICON型、石榴石型LLZO、LISICON型）和非晶態(tài)（LiPON型等）兩種物質(zhì)結(jié)構(gòu)。氧化物晶態(tài)固體電解質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性好、循環(huán)性能好，但其室溫電導(dǎo)率也較低，電解質(zhì)與電極顆粒接觸差。LiPON型電解質(zhì)制備工藝復(fù)雜、成本較高。
3）硫化物固體電解質(zhì)室溫離子電導(dǎo)率較高，接近甚至超過有機(jī)電解液，并且熱穩(wěn)定性好、安全性能好，但硫化物對空氣較敏感，容易氧化，遇水容易產(chǎn)生硫化氫等有害氣體，且電化學(xué)穩(wěn)定性差，搭配高電壓正極時電解質(zhì)層部分貧鋰，增大了界面阻抗，搭配金屬鋰負(fù)極時生成的SEI膜阻抗也較大。
綜上所述，固態(tài)電池優(yōu)缺點(diǎn)非常鮮明。其可以大幅提升電池能量密度，較好的解決電動汽車?yán)锍探箲]問題，由于固態(tài)電解質(zhì)不可燃，其安全性極好，并且可以在更高溫度下運(yùn)行。但是固態(tài)電解質(zhì)與電極之間是固-固接觸，接觸面積小，Li+傳輸效率低，功率性能較差，此外，固態(tài)電池的制造成本也較高。
根據(jù)蔚來汽車公開信息判斷，本次蔚來發(fā)布的單體360Wh/kg的固態(tài)電池并非全固態(tài)電池，而是采用了部分液態(tài)電解質(zhì)，并搭配高鎳正極和硅碳負(fù)極，嚴(yán)格意義上是，只能算一款半固態(tài)電池。但根據(jù)其披露的電芯相關(guān)性能參數(shù)，相比現(xiàn)有的液態(tài)鋰電池已有較大提升。
7、石墨烯電池
2021年1月15日，廣汽集團(tuán)全資子公司埃安新能源發(fā)布“廣汽埃安全新動力電池科技”宣傳海報，預(yù)告顯示其石墨烯超級快充電池8分鐘可充滿80%電量。
石墨烯是一種從石墨中剝落的、以SP2雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的新材料，具有極其優(yōu)異的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能，是目前已知導(dǎo)熱系數(shù)最高的物質(zhì)，在鋰電池中使用可以大大降低電池內(nèi)阻，提升倍率性能，并且能夠提高電極材料的熱傳遞，提高電池的穩(wěn)定性和安全性能。
但由于石墨烯的二維平面結(jié)構(gòu)，會產(chǎn)生“位阻效應(yīng)”，從而大大阻礙Li+的遷移，導(dǎo)致電池功率性能惡化，通常認(rèn)為當(dāng)石墨烯片徑小于活性物質(zhì)或與活性物質(zhì)相當(dāng)時，其對Li+的位阻效應(yīng)才可以忽略不計，然而當(dāng)石墨烯片徑減小時，其優(yōu)異的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性能將無法充分發(fā)揮，也就大大弱化了石墨烯的優(yōu)勢。
目前將石墨烯融入電池產(chǎn)業(yè)，主要有兩個方向，一是作為導(dǎo)電添加劑，二是作為負(fù)極主材料。假如動力電池將石墨烯作為導(dǎo)電添加劑，雖能勉為其難接受其成本，但對電池的性能提高其實(shí)并不大，而如果作為負(fù)極主材料，電池造價將非常高，恐怕沒人愿意買單。
根據(jù)廣汽埃安披露的8分鐘充電80％的性能數(shù)據(jù)，初步判斷電池滿足5C～6C持續(xù)充電，這對于不采用石墨烯的鋰電池而言亦不是難事。綜上，廣汽埃安宣稱的石墨烯電池似乎并非直接以石墨烯作為負(fù)極主材料的技術(shù)革命，而更像是以石墨烯作為導(dǎo)電添加劑加入負(fù)極配方中一次商業(yè)行為。
8、摻硅補(bǔ)鋰電池
2021年1月13日，由上汽集團(tuán)、張江高科和阿里巴巴共同打造的智己汽車在上海舉行全球品牌發(fā)布會，發(fā)布了高端智能純電動汽車品牌-IM智己。
據(jù)悉，本次發(fā)布的一款純電動轎車和一款純電動SUV均搭載了智己汽車和寧德時代共同研制的摻硅補(bǔ)鋰電池，該電池單體能量密度高達(dá)300Wh/kg，系統(tǒng)能量密度240Wh/kg，續(xù)航里程最高可達(dá)1000km。
“摻硅補(bǔ)鋰”是針對高能量鋰離子電池的配套技術(shù)，隨著人們對電池能量密度的更高追求，一種全新的Si負(fù)極材料受到廣泛研究，相比于常規(guī)的石墨負(fù)極，硅的容量是石墨的十倍以上，意味著僅需使用10%wt的硅材料，就能達(dá)到石墨相同的容量水平，從而能夠大幅減輕電池的質(zhì)量。然而，當(dāng)硅和鋰完全合金化后，其膨脹高達(dá)300%，是常規(guī)石墨的30倍左右，因此，在鋰電池的首次充電過程將會在硅表面形成更大面積的SEI膜，從而產(chǎn)生更多活性鋰損失。
由于硅的膨脹太大，通常難以單獨(dú)應(yīng)用到鋰電池中，而是和石墨摻混形成混合負(fù)極，即使摻雜的硅很少，也會對負(fù)極首次效率造成較大劣化，往往得不償失，因而針對摻硅負(fù)極的補(bǔ)鋰技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，通過為電化學(xué)體系提供額外的鋰源來形成SEI膜，從而將硅材料的高容量優(yōu)勢徹底發(fā)揮出來。
目前主流的負(fù)極補(bǔ)鋰技術(shù)包括：短路法、電化學(xué)法和化學(xué)法。
1）短路法
將負(fù)極片直接和鋰金屬（鋰箔或鋰粉）接觸，在電解液環(huán)境中，鋰金屬和負(fù)極材料的電勢差導(dǎo)致電子定向移動，鋰金屬產(chǎn)生的Li+釋放到電解液中，為保持電荷平衡，電解液中的Li+會嵌入負(fù)極材料中。
2）電化學(xué)法
將鋰金屬和負(fù)極片組裝成半電池，然后對半電池進(jìn)行放電，負(fù)極片的鋰化程度可以通過電流和電壓控制，最后將預(yù)嵌鋰的負(fù)極片拆解下來再與正極片組裝成全電池。
3）化學(xué)法
用低電勢的含鋰化學(xué)試劑與負(fù)極材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對其進(jìn)行還原實(shí)現(xiàn)補(bǔ)鋰，此種方法制備的鋰化試劑具有很高的化學(xué)活性，必須使用無水溶劑并在干燥的氣氛下進(jìn)行。
盡管摻硅補(bǔ)鋰所帶來的效果是顯著的，但是硅材料固有的膨脹特性將會嚴(yán)重惡化電池循環(huán)性能，且各種補(bǔ)鋰工藝目前均不太成熟，還存在相關(guān)的補(bǔ)鋰配套設(shè)備開發(fā)問題、高活性鋰金屬的安全問題、鋰化程度的定量控制問題等。
9、鈉離子電池
2021年7月29日，寧德時代舉辦鈉離子電池發(fā)布會，發(fā)布了其第一代鈉離子電池并首次亮相了鋰鈉混搭電池包。據(jù)悉，本次發(fā)布的鈉離子電池單體能量密度可達(dá)160Wh/kg，常溫充電15min，電量可達(dá)80%以上，即使在-20℃低溫環(huán)境下放電，其保持率也可達(dá)到90%以上。
鈉離子電池是對鋰離子電池革命性的技術(shù)，主要的區(qū)別包括將正極材料替換為鈉離子體系，負(fù)極材料替換為硬碳或軟碳，集流體銅箔替換為鋁箔，但鈉離子電池的工作原理與鋰離子電池類似，是依靠Na+在正、負(fù)極材料之間嵌入、脫出實(shí)現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移，也可以稱之為“搖椅式電池”。
由于電荷載體由Li+替換為Na+，因此正極材料可采用含鈉過渡金屬氧化物NaxMO2（M=Co、Fe、Mn、Ni等）、普魯士藍(lán)類似物（含高Na，白色，也可稱普魯士白）NaxMa[Mb(CN)6]（Ma、Mb=Fe、Mn等），如鐵基普魯士白Na2Fe[Fe(CN)6]、錳基普魯士白Na2Mn[Fe(CN)6]、錳基高錳普魯士白Na2Mn[Mn(CN)6]、聚陰離子化合物等，電解液由鋰鹽替換為鈉鹽，由于Na+半徑（0.102nm）比Li+半徑（0.076nm）大，Na+無法嵌入常規(guī)石墨負(fù)極層間，因此鈉離子電池負(fù)極材料需要采用層間距更大、孔隙結(jié)構(gòu)更豐富的碳材料進(jìn)行儲鈉，但由于Na+在低電位下無法嵌入Al的晶格中，因此鈉離子電池可以采用鋁箔作為負(fù)極集流體，可以在一定程度上降低成本和提高能量密度。
相比鋰離子電池，鈉離子電池具有諸多優(yōu)勢：首先是成本優(yōu)勢，鈉資源儲量豐富，不適用Li、Ni、Co等貴重金屬，電解液用鈉鹽替代鋰鹽，并且可以采用低濃度鈉鹽實(shí)現(xiàn)高電導(dǎo)率，負(fù)極集流體可以采用更便宜的鋁箔等，從材料體系組成來看，鈉離子電池成本比鋰離子電池便宜30%~40%。其次是安全性能和低溫性能，鈉離子電池可以實(shí)現(xiàn)零電存儲和運(yùn)輸，充電過程不易產(chǎn)生枝晶刺穿隔膜，并且Na比Li更穩(wěn)定，安全性能比鋰離子電池更好，除此之外，鈉離子電池電解液可以大量使用PC基溶劑，低溫性能也比較好。
雖然僅是用Na+替代了Li+，但其半徑差異性導(dǎo)致鈉離子電池綜合性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如鋰離子電池，如Na+在正、負(fù)極材料中的嵌入和脫出阻力較大，對材料結(jié)構(gòu)破壞較大，循環(huán)可逆性差。更嚴(yán)重的問題是，鈉離子電池工作電壓范圍2.8~3.5V，電壓平臺低，正極材料克容量基本也比較低（大約150mAh/g左右），壓實(shí)密度也低，負(fù)極材料克容量也不如石墨，導(dǎo)致鈉離子電池重量能量密度只有160Wh/kg左右，顯然無法取代鋰離子電池在高端消費(fèi)場景下的應(yīng)用，在儲能領(lǐng)域，循環(huán)性能又不如磷酸鐵鋰，所以目前來看，鈉離子電池仍然任重道遠(yuǎn)。
不過，在本次發(fā)布會上，寧德時代還提出了應(yīng)用鈉離子電池的AB電芯構(gòu)想，即將鋰離子電池和鈉離子電池組合形成鋰鈉混合電池包。通過BMS的算法控制實(shí)現(xiàn)不同電池體系的SOC均衡，從而在不同的環(huán)境或場景下發(fā)揮各自體系的優(yōu)勢，既彌補(bǔ)了鈉離子電池的能量密度短板，又發(fā)揮了其快速充電、低溫性能等優(yōu)勢，不失為一種較好的折中方案。
10、M3P電池
2022年世界動力電池大會在四川宜賓開幕，寧德時代首席科學(xué)家吳凱在會上表示公司的M3P電池已經(jīng)量產(chǎn)，將于明年推向市場運(yùn)用。據(jù)了解，M3P電池采用基于磷酸鐵鋰體系研發(fā)的改性鐵鋰材料，既保持了磷酸鐵鋰的長循環(huán)壽命和高安全性，而且能量密度比磷酸鐵鋰高10%~20%，預(yù)計在今年第四季度向特斯拉批量供應(yīng)，將搭載在Model Y車型72kWh電池包上。
寧德時代未來將新能源汽車市場三個細(xì)分市場：1000km續(xù)航、700km續(xù)航和300~500km續(xù)航。
1）1000km續(xù)航：采用高鎳三元/低硅材料電池體系；
2）700km續(xù)航：采用M3P電池體系；
3）300~500km續(xù)航：采用鈉離子電池體系；
M3P電池是基于材料創(chuàng)新的新型電池，但其確切的材料體系目前不清楚，根據(jù)某些公開信息判斷M3P電池正極材料應(yīng)該完全采用或部分采用了具有與磷酸鐵鋰（LFP）相同橄欖石結(jié)構(gòu)的改性磷酸錳鐵鋰（LFMP）。寧德時代曾在調(diào)研中表示，M3P不是LFMP，還摻雜了其他金屬元素（研報認(rèn)為是Mg、Zn、Al中的兩種元素），公司內(nèi)部稱為“磷酸鹽體系的三元材料”。
LFMP和LFP理論容量均為170mAh/g，壓實(shí)密度均為2.3~2.6g/cm3，但LFMP放電平臺（4.1V）比LFP高（3.4V），因此理論上LFMP能量密度高20%左右，由于摻雜了Mn元素取代部分Fe，合成的工藝成本比LFP略高，但仍然遠(yuǎn)低于三元材料，Mn、Fe元素儲量豐富，價格便宜，因此M3P電池是一種介于鐵鋰電池和三元電池之間的折中技術(shù)方案。
雖然LFMP成本低廉、安全性好，能量密度還比LFP更高，但LFMP依然存在不少問題：
1）LFMP的電子電導(dǎo)率比LFP低4個數(shù)量級，導(dǎo)電性能極差，導(dǎo)致其倍率性能和循環(huán)性能差；
2）充放電過程雙平臺問題導(dǎo)致BMS管理難度較大；
3）依然存在Jahn-Teller畸變和Mn2+溶解問題，導(dǎo)致Li+擴(kuò)散困難和材料循環(huán)穩(wěn)定性差。
最傳統(tǒng)的電池包集成技術(shù)是CTM（Cell To Module），首先將若干電芯串并聯(lián)組成模組，然后將模組裝配到電池包內(nèi)，最后將電池包集成到汽車底盤。
在動力電池應(yīng)用于新能源汽車的早期階段，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，電池、模組、電池包尺寸五花八門，導(dǎo)致電芯開發(fā)成本極高，并且不方便更換和維護(hù)。到后來，人們發(fā)現(xiàn)了每輛車可以利用的空間位置具有一定的共性，根據(jù)這些空間尺寸，推算出模組的尺寸范圍，從而希望實(shí)現(xiàn)電芯尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化。
2008年，大眾汽車全面進(jìn)軍電動化，在實(shí)現(xiàn)電動化過程中率先推出了標(biāo)準(zhǔn)化模組。第一個標(biāo)準(zhǔn)是355模組（355代表模組長度，每排可放置3個模組），為了提高續(xù)航里程，減少零部件和增加空間利用率，進(jìn)一步降低成本，又推出了390模組（每排放置3個模組，模組更長更緊湊）和590模組（每排放置2個模組，集成效率更高），單個模組的體積在逐漸增大。
在CTM結(jié)構(gòu)下，電芯被模組等結(jié)構(gòu)件保護(hù)較好，電池包強(qiáng)度高，成組難度小。但電芯組裝為模組空間利用率為80%，模組集成為電池包空間利用率為50%，最終電芯集成為電池包后空間利用率僅40%，隨著新能源汽車的快速普及以及鋰離子電池性能的極致開發(fā)，在電池應(yīng)用層面，電池包集成效率亟待提升，大模組化、去模組化、車身一體化技術(shù)成為主流趨勢。
1、CTP
2019年9月，寧德時代全球首款CTP（Cell To Pack）電池包正式發(fā)布，將搭載于北汽EU5車型上。相比傳統(tǒng)電池包，采用全新CTP技術(shù)的電池包體積利用率提高15%~20%，零部件數(shù)量減少40%，生產(chǎn)效率提升50%，系統(tǒng)成本降低10%。在能量密度上，CTP電池包可高達(dá)200Wh/kg，相比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)高30%以上，可以大幅提升電動汽車?yán)m(xù)航能力。
CTP技術(shù)包括兩個思路：一是大模組化，二是無模組化，寧德時代本次發(fā)布的CTP屬于大模組化技術(shù)，其核心邏輯是提高單體電芯的容量，同時將多個電芯堆疊組成更大的電池模組，從而大大減少模組數(shù)量，減少零部件數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)能量密度提升和成本降低的目標(biāo)。
CTP技術(shù)除了采用大電芯組成大模組外，通常還會對模組之間的連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，減少零部件和簡化裝配工藝過程。
雖然CTP電池包具有適用性強(qiáng)、空間利用率高、成本低、散熱性能好等優(yōu)勢，但由于木桶效應(yīng)，電池包整體性能將取決于組成電池包最差電芯的性能，因此，CTP結(jié)構(gòu)對電芯一致性提出了更高的要求，此外，如果出現(xiàn)電池故障需要更換，維修的便利性和成本都更高。
2、CTC
2020年“電池日”上，特斯拉首次公布CTC（Cell To Chassis）技術(shù)，Elon Musk表示，CTC集成技術(shù)配合前后車身一體化壓鑄技術(shù)，可以減少約370個零部件，實(shí)現(xiàn)車身減重10%，每千瓦時電池成本降低7%。
CTC技術(shù)省去了從電芯到模組，再到電池包的兩個裝配過程，直接將電池集成到車身底盤。CTC技術(shù)的本質(zhì)是將電池包上殼體和車身下地板合二為一，座椅直接安裝在電池包上蓋上，電池包既是能量提供裝置，又是整車結(jié)構(gòu)部件。
為了解決電池包隔熱問題，特斯拉在電池包內(nèi)部灌滿了膠，防止熱量向車內(nèi)傳導(dǎo)，同時，由于汽車側(cè)面是碰撞薄弱點(diǎn)，特斯拉在靠近車身門檻兩側(cè)灌膠更多，膠層更厚，當(dāng)汽車發(fā)生側(cè)面碰撞時可以對內(nèi)部電池起到較好的緩沖保護(hù)作用。
CTC技術(shù)的優(yōu)勢是明顯的，由于越過了“模組”和“電池包”兩級裝配過程，直接將電池集成到車身地板上，將大大節(jié)省空間，或者說在相同空間內(nèi)可以容納更多電池，從而提升了續(xù)航能力，同時，零部件和結(jié)構(gòu)件也大大減少，降低了重量、簡化了流程、節(jié)約了成本，灌膠方案對電池“化零為整”，大大提高了車身的剛度。但CTC結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)也很突出，一方面對單體電池一致性提出了很高的要求，另一方面，由于電池整體集成在車身地板，且有膠水相互粘連，幾乎不可能進(jìn)行維修，維修成本極高。
3、JTM
2021年1月8日，國軒高科在合肥召開第十屆科技大會，會上發(fā)布了210Wh/kg磷酸鐵鋰軟包電芯及JTM（Jelly Roll To Module）電池技術(shù)。據(jù)稱，采用JTM集成技術(shù)可以將模組成組效率提高到90%以上，搭配其高比能磷酸鐵鋰電池，可以做到模組能量密度近200Wh/kg，系統(tǒng)能量密度180Wh/kg，超過了NCM622三元體系水平，可滿足高端乘用車的續(xù)航需求。
JTM與其他電芯集成技術(shù)最大的不同在于，其他集成技術(shù)都是基于電芯為最小單元，而JTM以卷芯為最小單元，在電芯內(nèi)部并、串聯(lián)集成，與刀片電池較為類似，但刀片電池內(nèi)部為一個整體，而JTM可以想象成將刀片電池內(nèi)部分成了幾段，正因?yàn)槠洹叭嶂袔偂钡奶匦裕瑖幐呖苾?nèi)部又稱JTM電池為“變形金剛式的柔性模組”。
2022年6月17日，國軒高科JTM電池發(fā)明專利獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局授權(quán)。其描述的JTM電池制作流程大致是：
1）將至少一個卷芯進(jìn)行并聯(lián)層疊，然后分別對正極耳群和負(fù)極耳群進(jìn)行集中焊接；
2）用膠紙將多個并聯(lián)的卷芯固定，然后將極耳卡扣在導(dǎo)電組件的L型彎折部進(jìn)行焊接固定；
3）兩側(cè)的導(dǎo)電組件中間密封固定有絕緣袋，在卷芯整體裝入鋁殼之前，通過注液孔對并聯(lián)卷芯進(jìn)行注液；
4）通過導(dǎo)電連接片將多個并聯(lián)卷芯依次順序串聯(lián)，最后將其整體裝配入鋁殼中。
JTM電池將單卷芯在鋁殼內(nèi)部進(jìn)行并、串聯(lián)，減少了外部連接件的數(shù)量，能量密度更高，成本更低，且工藝簡單，易形成標(biāo)準(zhǔn)化，而且各單卷芯能夠相互獨(dú)立，出現(xiàn)熱失控時不會相互蔓延，進(jìn)一步延遲了熱失控的發(fā)生，提高了電池安全性能。
4、彈匣電池
2021年3月10日，廣汽埃安重磅發(fā)布全球首創(chuàng)第一代彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)，由于采用了類似彈匣安全艙的設(shè)計，故而簡稱“彈匣電池”，實(shí)現(xiàn)了行業(yè)首次三元鋰電池整包針刺不起火，宣稱重新定義了三元鋰電池主動安全標(biāo)準(zhǔn)，通過優(yōu)化設(shè)計和生產(chǎn)工藝，系統(tǒng)體積能量密度提升9.4%（302Wh/L），系統(tǒng)質(zhì)量能量密度提升5.7%（185Wh/kg），成本降低了10%。
從材料層級來看，三元鋰電池雖然具有更高的能量密度，但其安全性能相比磷酸鐵鋰更差成為了消費(fèi)者購買新能源汽車的主要疑慮。三元材料熱穩(wěn)定性差，在200℃左右就會發(fā)生分解，釋放O2，而磷酸鐵鋰在700℃以上才會分解，由于存在穩(wěn)固的P-O鍵，磷酸鐵鋰熱分解不會釋放O2，因此，三元鋰電池在發(fā)生熱濫用、針刺等極端測試時，更容易起火、爆炸。
那么，廣汽埃安是如何實(shí)現(xiàn)三元鋰電池針刺不起火的呢？
據(jù)悉，彈匣電池技術(shù)基于“防止電芯內(nèi)短路，短路后防止熱失控，以及熱失控后防止熱蔓延”的設(shè)計思路，主要包括四大核心技術(shù)：
1）超高耐熱穩(wěn)定的電芯
正極材料采用納米級包覆及摻雜技術(shù)，實(shí)現(xiàn)材料本征改性和表面修飾結(jié)合，有效提升材料熱穩(wěn)定性和防止熱失控；電解液采用能對SEI膜進(jìn)行自修復(fù)的新型添加劑，改善電芯循環(huán)壽命；通過添加特殊電解液添加劑，當(dāng)電池溫度升高到120℃時，自發(fā)聚合形成高阻抗薄膜，大幅降低熱失控反應(yīng)產(chǎn)熱，使電芯耐熱溫度提升了30%。
2）超強(qiáng)隔熱電池安全艙
通過網(wǎng)狀納米孔隔熱材料和可耐1400℃高溫的上殼體，彈匣電池構(gòu)筑了超強(qiáng)隔熱的安全艙，當(dāng)單個電芯發(fā)生熱失控時，確保熱量不會蔓延至相鄰電芯，引起連環(huán)失控。
3）極速降溫三維速冷系統(tǒng)
通過全貼合液冷系統(tǒng)、高速散熱通道、高精準(zhǔn)的導(dǎo)熱路徑設(shè)計構(gòu)建三維速冷系統(tǒng)，彈匣電池實(shí)現(xiàn)了散熱面積提升40%，散熱效率提升30%，有效防止熱失控和熱蔓延。
4）全時管控第五代電池管理系統(tǒng)
采用車規(guī)級最新一代電池管理系統(tǒng)芯片，實(shí)現(xiàn)10次/s全天候數(shù)據(jù)采集，對電池系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。當(dāng)檢測發(fā)現(xiàn)溫度超高時，可立即啟動電池速冷系統(tǒng)為電池降溫。
基于四大核心技術(shù)加持的彈匣電池，按照《GB 38031-2020 動力汽車用動力蓄電池安全要求》，采用強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)中最嚴(yán)苛的參數(shù)進(jìn)行測試，可以實(shí)現(xiàn)針刺不起火（國標(biāo)要求5min內(nèi)不起火，預(yù)留逃生時間），針刺點(diǎn)附近最高溫度686.7℃，電池之間未發(fā)生熱擴(kuò)散，靜置48h后，針刺電芯電壓降為0V，溫度恢復(fù)室溫，整包外觀保持了較好的完整性。
彈匣電池通過安全技術(shù)升級，實(shí)現(xiàn)了三元鋰電池整包不起火，對三元鋰電池在新能源汽車中的應(yīng)用具有重要的推動作用，在系統(tǒng)層面較好的解決了三元鋰電池的安全問題。
5、“三不”電池
2021年3月17日，東風(fēng)汽車旗下高端電動車品牌嵐圖汽車舉辦了“三元鋰電池安全技術(shù)分享會”，首次展示了嵐圖FREE（純電版）的電池包、車體結(jié)構(gòu)、電氣系統(tǒng)的安全技術(shù)，并對電池包的安全技術(shù)進(jìn)行了全方位的解讀。
三元鋰電池包具有能量密度高、低溫性能好、倍率性能好等特點(diǎn)，但相應(yīng)的熱穩(wěn)定性更差，需要進(jìn)行更好的安全防護(hù)和熱管理，既要滿足高能量，又要滿足高安全，對電池技術(shù)帶來極大挑戰(zhàn)。
而嵐圖FREE采用三元鋰電池作為動力系統(tǒng)，卻可以做到整包“不冒煙、不起火、不爆炸”，被媒體稱為“三不”電池。此前廣汽埃安的彈匣電池已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了三元鋰電池整包在熱失控狀態(tài)下“不起火、不爆炸”，但嵐圖FREE又在彈匣電池的基礎(chǔ)上做到了“不冒煙”，似乎意味著三元鋰電池的系統(tǒng)安全技術(shù)又上升了一個新臺階。
據(jù)悉，嵐圖汽車采用了三大安全技術(shù)：單體電芯三維隔熱墻設(shè)計、電池安全監(jiān)測和預(yù)警模型、電池PACK設(shè)計。
1）單體電芯三維隔熱墻設(shè)計
隔熱墻技術(shù)是嵐圖汽車三元鋰電池?zé)崾Э亍安幻盁煛钡氖讋?chuàng)核心技術(shù)，其原理是在電池包內(nèi)，使用超強(qiáng)高分子隔熱阻燃材料，將每個電芯分離，在電芯與電芯之間形成高效的阻熱阻燃隔熱層，并且單獨(dú)三維立體包裹，如同“琥珀”一樣。當(dāng)某個單體電芯發(fā)生熱失控時，三維隔熱墻的存在可以避免熱蔓延到周圍其他電芯，進(jìn)而防止出現(xiàn)連環(huán)熱失控，同時，每一個電芯底部都與高效液冷系統(tǒng)接觸，保證電池包具有穩(wěn)定的散熱能力，而在電芯頂部，還額外布置了可耐1000℃高溫的隔熱阻燃層，保護(hù)車內(nèi)人員安全。
2）電池安全監(jiān)測和預(yù)警模型
嵐圖在對電池包原有溫度電壓預(yù)警基礎(chǔ)上，搭建了精確的電池安全監(jiān)測和預(yù)警大數(shù)據(jù)模型，追蹤每一臺車、每一塊電池的使用數(shù)據(jù)，并將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)與云端大數(shù)據(jù)庫實(shí)時對比，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)電池監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時，嵐圖會通過云端APP推送及車輛的預(yù)警系統(tǒng)，提醒用戶。
3）電池PACK設(shè)計
在被動安全上，嵐圖對電池結(jié)構(gòu)進(jìn)行了五大設(shè)計：車身防護(hù)、高強(qiáng)框架、壓力傳遞、形變吸能、電池雙保險。
a）車身防護(hù)：在車門門檻位置，采用雙層結(jié)構(gòu)的1500MPa超高強(qiáng)度熱成型鋼，前后車身內(nèi)部，采用行業(yè)最高等級的2000Mpa熱成型鋼，防止車輛發(fā)生膨脹或側(cè)翻時擠壓電池，從而保證電池的完整性。
b）高強(qiáng)框架：通過高強(qiáng)度鋁合金框架、多條加強(qiáng)筋強(qiáng)化其耐撞性，根據(jù)測試結(jié)果，高強(qiáng)框架可以抵御20噸力的擠壓。
c）壓力傳遞：在電池包內(nèi)部設(shè)計多條縱橫加強(qiáng)梁，使得電池包受到外力時層層分解，從而保護(hù)內(nèi)部電芯。
d）形變吸能：嵐圖對電池包預(yù)設(shè)了超過30mm的形變吸能空間，在電池包受撞擊變形時，保護(hù)內(nèi)部電芯。
e）電池雙保險：電芯雙極均設(shè)置有防爆閥，當(dāng)電池內(nèi)部壓力增大時，防爆閥被沖開，避免電池發(fā)生爆炸。
6、大禹電池
2021年6月29日，長城汽車咖啡智能2.0升級發(fā)布會在保定哈弗技術(shù)中心舉行，會上正式發(fā)布了“大禹電池”，自稱“永不起火、永不爆炸”。據(jù)介紹，大禹電池的命名主要是因?yàn)槠浒踩Ｕ系脑聿捎昧舜笥碇嗡摹白兌聻槭琛崩砟睿捎枚嗵荽螕Q流系統(tǒng)、快速極冷抑制系統(tǒng)、多級定向排爆系統(tǒng)、滅火盒系統(tǒng)來從PACK層級保障電池安全。
大禹電池采用高鎳811三元材料，熱失控引發(fā)方式為加熱，實(shí)驗(yàn)中最高溫度超過1000℃，但全程無起火爆炸，并且大禹電池排除的煙氣溫度低于100℃。
大禹電池“變堵為疏”的理念包含了哪些技術(shù)元素呢？據(jù)了解，大禹電池主要從熱源隔斷、雙向換流、熱流分配、定向排爆、高溫絕緣、自動滅火、正壓阻氧、智能冷卻八個方面提升三元鋰電池整包安全性能。
1）熱源隔斷
大禹電池之間采用隔熱性能良好、又耐火焰沖擊的全新開發(fā)的雙層復(fù)合材料取代傳統(tǒng)氣凝膠隔熱材料隔絕熱源，防止高溫傳導(dǎo)到周圍電芯引起連環(huán)反應(yīng)。在模組上方還布置了可耐1000℃高溫的隔熱材料，保護(hù)駕乘人員的安全。
2）雙向換流
通過對換流通道設(shè)計方案模擬仿真，實(shí)現(xiàn)換流強(qiáng)度和比例的精準(zhǔn)優(yōu)化，引導(dǎo)氣流和火流進(jìn)行雙向換流。
3）熱流分配
通過搭建燃燒模型、熱力學(xué)與流體力學(xué)擬合仿真、沖擊強(qiáng)度和壓力計算，實(shí)現(xiàn)氣火流在不同結(jié)構(gòu)通道內(nèi)的均勻分布，為雙向換流起到了很好的輔助作用。
4）定向排爆
大禹電池設(shè)計了防爆閥，當(dāng)電池內(nèi)壓增大時，防爆閥優(yōu)先打開，產(chǎn)生的火焰或氣流進(jìn)入模組上方預(yù)設(shè)的流道，將其定向排出遠(yuǎn)離相鄰電芯。
5）高溫絕緣
在高壓線束銅排表面涂抹了一層耐高溫絕緣材料，防止出現(xiàn)高壓電弧造成額外傷害。
6）自動滅火
高壓氣流和火流被引導(dǎo)到電池包尾部的蜂窩狀滅火盒中，由于蜂窩狀結(jié)構(gòu)的多孔性和多層隔熱屏阻隔了空氣的大空間流動，使之成為尺度十分有限的微小空間，空氣的自然對流換熱難以開展，有效地阻礙了對流換熱的進(jìn)行，從而可實(shí)現(xiàn)火焰快速抑制和冷卻。
7）正壓阻氧
在電池包尾部設(shè)計了多層不對稱蜂窩狀通道，保證電池包內(nèi)壓始終大于外界，避免吸入氧氣導(dǎo)致火勢變大。
8）智能冷卻
當(dāng)BMS或智能云端監(jiān)測到電芯熱失控時，智能調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)的流速和流量，從而給電芯降溫，將事故扼殺在搖籃中。
根據(jù)長城汽車的規(guī)劃，“大禹電池”將率先搭載在沙龍品牌的第一款車型上。從2022年開始這一電池技術(shù)將全面覆蓋長城旗下的所有車型。
7、MTC
2022年4月25日，零跑汽車開展以“智能時代，源力覺醒”為主題的智能動力CTC技術(shù)線上發(fā)布會，首次公開了其最新研發(fā)的CTC技術(shù)（零跑官宣CTC，嚴(yán)格講應(yīng)該是MTC，即Module To Chassis）。
據(jù)悉，零跑汽車MTC底盤一體化技術(shù)可使零部件數(shù)量減少20%，結(jié)構(gòu)件成本降低15%，電池布置空間增加14.5%，車身垂直空間增加10mm，綜合工況續(xù)航增加10%，該技術(shù)將在零跑純電動汽車C01車型率先量產(chǎn)應(yīng)用，續(xù)航里程將達(dá)到700km。
如果將特斯拉CTC技術(shù)比作目前的電池一體化手機(jī)，那么零跑MTC就好比原來的電池分離式手機(jī)，當(dāng)電池發(fā)生故障時，只需要取下更換即可，非常方便。
零跑汽車MTC技術(shù)保留了模組設(shè)計，將模組直接集成到汽車底盤。其最大的創(chuàng)新點(diǎn)在于，首次將電池托盤骨架結(jié)構(gòu)和車身梁結(jié)構(gòu)合二為一形成雙骨架環(huán)形梁式結(jié)構(gòu)，既能提高整體結(jié)構(gòu)效率，實(shí)現(xiàn)輕量化，又能通過車身縱、橫梁實(shí)現(xiàn)電池密封。
零跑汽車通過在乘員艙底部開設(shè)容納空間，將模組從下往上通過栓接、膠接等固定方式懸吊在乘員艙底部，再用電池托盤和車身地板密封，取消了傳統(tǒng)電池包的上蓋板。
相比于特斯拉CTC技術(shù)，零跑汽車MTC似乎更是一個折中的技術(shù)，由于沒有取消模組結(jié)構(gòu)，因此集成效率、成本方面仍有提升空間，并且由于取消了傳統(tǒng)電池包的上蓋板，當(dāng)電池?zé)崾Э貢r對乘員艙威脅更大，但由于電池托盤容易拆解，當(dāng)需要維修時，不需要拆解車身地板和座椅，更加的方便和快捷，更是一種可行的量產(chǎn)化技術(shù)。
8、CTB
2022年5月20日，比亞迪隆重舉辦CTB技術(shù)暨海豹預(yù)售發(fā)布會，會上，比亞迪全球首發(fā)了CTB車身一體化技術(shù)及搭載CTB技術(shù)的e平臺3.0純電動車型—海豹。
據(jù)介紹，海豹搭載CTB技術(shù)后，其動力電池系統(tǒng)利用率提升66%，系統(tǒng)能量密度提升10%，可以實(shí)現(xiàn)700km的續(xù)航里程，其動力電池仍然采用刀片電池，可以達(dá)到充電15min，行駛300km的快充能力。
實(shí)際上，比亞迪CTB技術(shù)與特斯拉CTC有點(diǎn)類似，都是將電池上蓋板與車身地板合二為一，即減少了一層地板。但特斯拉電池上蓋板結(jié)合了座椅支架和橫向加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，而比亞迪橫向梁還保留在車身，用于提供更好的側(cè)向強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)剛度（似乎特斯拉集成技術(shù)更像CTB，而比亞迪集成技術(shù)更像CTC），因此，CTB的集成度略遜于CTC。
CTB技術(shù)依然采用了刀片電池陣列式排布方式，本身具有極好的安全性能，并且電池包上蓋和電池托盤將刀片電池夾在中間，形成了類蜂窩結(jié)構(gòu)，根據(jù)比亞迪發(fā)布的測試視頻，電池艙可以承受50t重卡碾壓而裝回車身后仍可繼續(xù)使用，因此，比亞迪海豹號稱是“撞不斷的電動汽車”。
CTB技術(shù)的優(yōu)勢是高安全、高強(qiáng)度、輕量化、低成本，其維修性比特斯拉CTC技術(shù)略好一些，但集成度方面相比CTC技術(shù)更保守。
9、魔方電池
2022年6月13日，上汽乘用車MG品牌首次發(fā)布了“魔方電池”，并亮相了搭載魔方電池的首款車型-MG MULAN。據(jù)介紹，魔方電池英文名是“ONE PACK”，采用了標(biāo)準(zhǔn)電池包，長度均為1690mm，寬度均為1300mm，高度可選110mm、125mm和137mm，由于長度和寬度固定，只需改變高度就能實(shí)現(xiàn)不同續(xù)航里程的需求，由于電池包長度和寬度相同，魔方電池還采用了統(tǒng)一的電芯固定位置、統(tǒng)一的快換冷卻接口和統(tǒng)一的高低壓接口，意味著魔方電池可以實(shí)現(xiàn)換電功能。
魔方電池最大的技術(shù)特點(diǎn)就是采用了躺式電芯的布置，而傳統(tǒng)的電池包都是立式布置或者側(cè)立布置，魔方電池為何要“躺平”呢？
1）整車布置效率更高
電池的厚度更薄，躺平后的電池包厚度也更薄，可以釋放更多的車內(nèi)空間，超薄電池還可以降低整包質(zhì)心高度，能有效抑制車輛高速行駛時的側(cè)傾，車身更加穩(wěn)定。并且，電池躺平后，上下兩塊電池之間不再布置隔熱材料，而只需在左右電池中間設(shè)置隔熱材料，減少了材料數(shù)量和用量。
2）循環(huán)壽命更長
魔方電池設(shè)置了一個自適應(yīng)束縛裝置，可以適應(yīng)電池使用過程和全壽命周期保持一致的約束力，而傳統(tǒng)的立式電池兩端具有強(qiáng)約束力，長期使用過程中會影響降低電芯約一半的循環(huán)壽命。
3）安全性能更好
魔方電池躺式布置，電池?zé)崾Э貒娚淇谠陔姵貍?cè)邊，不會向上噴射，在一定程度上降低了駕乘人員的傷害，并且相鄰電芯接觸面積小，降低了對周邊電芯的影響。
在解決躺式電芯的熱失控和散熱方面，魔方電池采用了以下方案：
1）熱隔離擋板
躺式電芯熱失控時主要從側(cè)面噴射火焰，正對噴射口的其他電池可能被直接引燃，魔方電池在其間布置了熱隔離擋板，防止正對噴射口的電芯被引燃。
2）立式冷卻系統(tǒng)
由于魔方電池躺平式電池結(jié)構(gòu)，為了保證每個電芯均勻散熱，采用了立式冷卻結(jié)構(gòu)解決方案，即將本該站立的電芯躺平，本該躺平的冷卻系統(tǒng)站立起來。
10、麒麟電池
2022年6月23日，寧德時代正式發(fā)布第三代CTP電池包技術(shù)-麒麟電池，通過對電池包的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，將空間利用率從56%提高到72%，宣稱在相同的尺寸和化學(xué)體系設(shè)計下，其系統(tǒng)能量密度可達(dá)255Wh/kg，比特斯拉高出13%，整車?yán)m(xù)航里程可輕松突破1000km，采用全球首創(chuàng)大面冷卻技術(shù)，麒麟電池支持5min快速熱啟動及10min快速充電至80%SOC，實(shí)現(xiàn)了續(xù)航、快充、安全、壽命、效率以及低溫性能的全面提升，預(yù)計將于2023年量產(chǎn)上市，首次搭載于吉利汽車旗下高端電動汽車MPV—極氪009。
麒麟電池的結(jié)構(gòu)從上到下依次為：上蓋、三合一彈性夾層、電池、托盤。創(chuàng)新重點(diǎn)之一是高度集成化的三合一彈性夾層，將結(jié)構(gòu)梁（縱橫梁）、隔熱墊和水冷板替換為彈性夾層，布置在每排電芯間，同時起到結(jié)構(gòu)支撐、冷卻散熱、電芯隔熱和膨脹緩沖四個功能。
麒麟電池將本該放置在電芯底部的水冷板（彈性夾層）豎直放置于電芯之間，增加了4倍換熱面積、大幅提高了散熱性能，從而實(shí)現(xiàn)了電池的安全快充。據(jù)寧德時代報告，麒麟電池可以做到4C快充技術(shù)，實(shí)現(xiàn)5分鐘熱啟動、10分鐘快充至80%。
此外，麒麟電池采用電芯倒置，防爆閥朝下設(shè)計，當(dāng)電芯發(fā)生熱失控時，高溫氣流將向汽車底部噴射，進(jìn)一步保護(hù)駕乘人員安全。
麒麟電池是寧德時代在現(xiàn)有的方形電池技術(shù)路線下，通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，進(jìn)一步提升電池性能的重要方式。寧德時代采用了全球首創(chuàng)的電芯大面冷卻技術(shù)，取消了橫縱梁、水冷板與隔熱墊原本獨(dú)立的設(shè)計，集成為多功能彈性夾層，實(shí)現(xiàn)了水冷、隔熱、緩沖功能三合一，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)集成度的較大提升。
隨著新能源汽車目前的快速發(fā)展到未來的最終全面普及，將離不開電池材料的持續(xù)創(chuàng)新和集成技術(shù)的不斷改進(jìn)，電池技術(shù)將始終聚焦于成本、續(xù)航、安全、快充等幾個方面，只有這些核心指標(biāo)有了質(zhì)的飛躍，才有可能迎來真正屬于新能源汽車的時代！
文章來源：旺材鋰電
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