动力电池容量下降到多少将不再适用于车载动力电源?
北京市科技计划“电动汽车锂离子电池系统全生命周期利用技术研究与示范”课题取得重大研究成果,国内首条汽车动力电池系统梯次利用及回收示范线开始运行,实现了动力电池利用效率最大化及环保回收。
动力电池容量下降到额定容量的80%后将不再适用于车载动力电源,据统计目前投运车辆总数已达6345 辆,配置动力电池总量约243.65兆Wh,废旧锂离子电池的“出路”问题日渐凸显。由国网北京市电力公司、北京工业大学和北京普莱德新能源电池科技有限公司联合课题组为退却电池提供了梯次利用及回收一揽子解决方案。
课题组利用退运动力电池在电动场地车、电动叉车和电力变电站直流系统上进行了改装示范,经实测电池性能优于传统的铅酸蓄电池,并具有较大的经济优势;建于北汽新能源汽车产业基地的废旧锂离子动力电池回收示范线,可实现日均100颗电芯以上的处理能力,利用再生法正极材料回收利用率达85%以上,锂元素以电芯为基准回收率达80%以上,极片的铜箔、铝箔的回收率均达99%以上,同时对电解液进行无害化处理。该示范线占地面积近百平方米,其主要设备包括电芯放电设备、电池置换系统、电芯拆分设备等。未来,新一代普锐斯的入门级车型还会配备现款车型上的镍氢电池组,而其他更高配置车型则配备锂离子电池组。
动力方面,新一代普锐斯或还将延续现款车型的1.8L自然吸气发动机与电动机的动力总成。另有消息称,新一代普锐斯将在整车重量上减轻20%,且燃油经济性提升10%。
锂离子电池有着相当不错的便携性,但是它们也有一些比较明显的缺点——比如散热和有毒元素——这限制了其应用的发展。不过,美国南加州大学的科学家们,却正致力于“水性有机电池”的研究。新技术不仅成本低,而且也更环保,并且有望应用到风力或太阳能发电的储能端。
南加州大学开发的这项技术,正式名称为“有机回流电池”,而其工作原理则有点像燃料电池。与之类似的还有美国宇航局开发的太阳神电动无人机(其采用了两套电化学物质溶液剂)。这些溶液剂会通过薄膜进行反应,并产生电能。
研究团队表示,容器的大小尺寸可以随意定制,因此最终储能大小就取决于储罐的最终尺寸。此外,该液流电池还比锂离子电池(及其变种)有着更佳的使用寿命。南加州大学文理学院化学教授纳拉扬表示:“新型电池可达到5000次的循环充电,预计使用寿命为15年。与之相对的是,锂离子电池只有大约1000次的循环使用寿命,而制造成本却是液流电池的10倍以上。”
该“有机回流电池”的关键,在于其所使用的电活性材料——它没有使用金属或其他有毒物质,而是有机化合物。通过反复试验,研究人员得以开发出基于“氧化有机化合物”的材料,其广泛存在于植物、真菌和细菌,某些动物、以及参与光合作用和细胞呼吸组织中。该研究团队认为,有朝一日可实现兼顾环保和成本效益的“超大规模”电池库。