什么是圆柱形锂离子电池，圆柱形锂离子电池的最新研究
来源：宝鄂实业
2019-04-05 17:14
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据悉，目前国际上已见报道的圆柱形单体锂离子电池最大容量为50Ah，我国研制的这种圆柱形单体400Ah电池的容量堪称世界“巨无霸”。据该项目负责人、天津大学教授唐致远介绍，当前电动汽车领域普遍采用众多小容量锂离子电池通过串并联的方式提供动力，比如驱动一辆12米长33座电动大巴至少需要数千块10Ah小电池进行串并联组合。这种方式会使电池管理系统（BMS）和控制系统过于复杂，从而增加了电池安全隐患等问题。采用这种“巨无霸”电池恰恰突破了这一“瓶颈”，只需200块左右的电池就可以了。大大减小了控制过程中实现均衡的难度，提高了汽车的安全性和经济性。
据介绍，在正负极材料上，这种电池首次结合应用了热稳定性好及结构稳定的磷酸铁锂和钛酸锂电极材料，从而提高了电池的安全性能，不会因过充、高温、短路、撞击而导致爆炸。其不锈钢的“外衣”则具备热传导速度快、散热性强、耐压和抗撞击性好的特点。在使用寿命上，这种电池预计的循环次数达到8000次以上，是一般锂电池寿命的2—4倍。目前，这种“巨无霸”电池投入了小批量生产，明年将在辽宁省锦州国家级经济技术开发区龙栖湾正式投产。
一种超大容量圆柱形单体400Ah锂离子电池近期由天津大学和北京天路能源有限公司联合研制成功。今天,天津市科技评价中心组织有关专家在天津大学对这一成果进行了鉴定。出席鉴定会的院士和相关专家认为，这项成果系统地研究并解决了圆柱形动力锂离子电池在正负极材料匹配、工艺配方优化和电池内部结构设计等方面存在的关键技术问题，为大容量、高安全性、长寿命新型动力电池的研究开辟了一条新途径。经检索认定这一成果具有国际先进水平。
据悉，目前国际上已见报道的圆柱形单体锂离子电池最大容量为50Ah，我国研制的这种圆柱形单体400Ah电池的容量堪称世界“巨无霸”。据该项目负责人、天津大学教授唐致远介绍，当前电动汽车领域普遍采用众多小容量锂离子电池通过串并联的方式提供动力，比如驱动一辆12米长33座电动大巴至少需要数千块10Ah小电池进行串并联组合。这种方式会使电池管理系统（BMS）和控制系统过于复杂，从而增加了电池安全隐患等问题。采用这种“巨无霸”电池恰恰突破了这一“瓶颈”，只需200块左右的电池就可以了。大大减小了控制过程中实现均衡的难度，提高了汽车的安全性和经济性。
据介绍，在正负极材料上，这种电池首次结合应用了热稳定性好及结构稳定的磷酸铁锂和钛酸锂电极材料，从而提高了电池的安全性能，不会因过充、高温、短路、撞击而导致爆炸。其不锈钢的“外衣”则具备热传导速度快、散热性强、耐压和抗撞击性好的特点。在使用寿命上，这种电池预计的循环次数达到8000次以上，是一般锂电池寿命的2—4倍。目前，这种“巨无霸”电池投入了小批量生产，明年将在辽宁省锦州国家级经济技术开发区龙栖湾正式投产。
预测值在电池实际能够持续的循环次数有限范围以内，此外，该算法根据电池前5次充放电循环将电池分类为长寿命电池或短寿命电池。而且，95%的预测结果都是正确的。该机器学习方法能够加速新型电池设计以及其他应用的研发，减少生产时间和成本。研究人员已经将该数据集公开，该数据集是同类数据集中最大的。
该项目的一个重点是找到一种更好的方法，10分钟内给电池充满电，该功能可能会加速电动汽车的普及。为了生成训练数据集，该研究小组对电池不断进行充放电，直到电池的使用寿命殆尽，其中研究人员将电池容量损失定义为20%。在优化快速充电的过程中，研究人员想弄清楚，是否有必要一直将电池耗尽，答案能否从电池早期充放电循环中找到呢？
斯坦福/MIT/丰田合作 研究预测电池寿命
一般来说，锂离子电池的容量在一段时间内是稳定的，然后才会急剧下降。大多数消费者都知道，急剧下降点会存在很大差异。在该项目中，使用的电池可以持续150至2300次循环，循环次数的差异部分是由于测试了不同的快速充电方法，但是电池制造的差异也造成了电池循环次数的差异。
研究人员研发的新方法有很多潜在应用。例如，可以缩短新型电池的验证时间，考虑到电池材料的发展迅速，缩短验证时间非常重要。此外，有了此类分类技术，对于电动汽车来说寿命较短的电池，可以用于给路灯供电，或者作为数据中心的备用电源。此外，回收电池的公司也可以从二手电动汽车电池组中找到容量足够的电池，进行二次使用。
