动力锂离子电池现状、安全性及寿命评测

20 15
• 8647 total miles driven • 共行驶8647英里
37 mpg 58 mpg & 140 Wh/mi
250
200 150
Assumes $2.41/gal and 9¢ /kWh
10 5
100
76 mpg & 211 Wh/mi
5 10 15 20 25
50
PHEVs: >40% reduction in operating costs >$500 annual savings
cells
Cylindrical cells
•
较好的传热 安全性好 使用寿命长
Prismatic cells
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功率最高的磷酸铁锂电池
Cell Size [mm] Cap [Ah] Cycle life Temp range Weight [gr] Weight energy density [Wh/Kg]
动力锂离子电池现状、安全性及寿命评测
2011汽车动力电池国际研讨会
20 杰 11 汽 腾 会 车动 务 ww 力电 w.ge 池研 to p- 讨会 even t.
com
2011年2月23-24日，上海
何向明 清华大学核研院
新型能源与材料化学研究室 Institute of New Energy Technology
0 0
0 30
Time of Day (hr)
Institute of New Energy Technology, INET, Tsinghua University
电动车对动力电池的需求在持续增长
20 杰 1 汽 1 腾会 车动 务 ww 力电 w.ge 池研 to p- 讨会 even t.
Cycle life
Temp range
w. Weight Weight Volume [gr] energy energy density density density [Wh/Kg] [Wh/L] [W/Kg]
t
t. density [W/L]
Beijing China Powerel 北京中润恒动电 池有限公司 Lionik 深圳市龙锂实业 有限公司
20 杰 11 汽 腾 会 车动 务 ww 力电 w.ge 池研 to 讨 会 p Volume ev Volume Weight en energy constant powert. density co power [Wh/L] m density density [W/Kg] [W/L]
A123AHR18700M1UL TRA A123AHR32157M1HD SaftVL12V
规模储能是动力电池的又一重要市场
• Manage fluctuations in electricity demand. 平抑电网波动。 • MW reserve power plants. 兆瓦级储能电站。 • Manufacturers to take a part: A123, Altairnano, Enerdel,
com
动力锂离子电池的现状
目前市场上的混合动力车
20 杰 11 汽 腾 会 车动 务 ww 力电 w.ge 池研 to p- 讨会 even t.
com
Toyota Camry
Toyota Prius
Toyota Highlander
Honda Insight
Honda Civic
Honda Accord
动力电池的现状
• High power 高功率(>10C)- 84 manufacturers, > 1500 • Ultra High power 超高功率(>20C)- 19 manufacturers,
杰 腾 2011汽 会 车动 务 ww 力电 w.ge 池研
opdifferent cell models.t e讨会 ve >120 different cell models n .t.co m
76hp gasoline engine, 67hp electric motor, 9.0kWh battery (30mi) Institute of New Energy Technology, INET, Tsinghua University
混合动力车的实际节油效果
1 会 w.
40 Conventional 35 350 300 400
Electrovaya, International Battery, Ultralife, Valance, Saft. BYD
20 杰 1 汽 1 腾会 车动 务ww 力电 w. ge 池研 to p- 讨会 ev en t. com
磷酸铁锂电池固定储能电站
钛酸锂电池移动储能电站
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功率最高的18650电池
Cell V Cap [Ah] Cycle lifeto 80% Weight [gr] Weight energy density [Wh/Kg]
杰 1 汽 学术带头人：姜长印、万春荣 20 会 车动 1 腾 w 力 学术骨干（博士）：何向明、蒲薇华、应皆荣、李建军、刘靖 ww、 电郭建伟 务
博士生、硕士生：10-15名
锂离子电池研究概况
材料合成，机理诊断，电极/电池工程化，数学模型
从纳米尺度到微米尺度，再到毫米尺度
20 杰 11 汽 腾会 车动 务ww 力电 w.ge 池研 to p- 讨会 even t. com 负极 正 极
Percentage of Vehicle Fleet In Use (%)
30
Cumulative Fuel Consumed (gallons)
PHEV40
CV
$3.45
---
9.1
HEV
PHEV20 PHEV40
$2.48
$1.58 $1.21
--$0.48 $0.72
6.5
5.4 5.1
25
Market grow of 15% CAGR(复合年均增长率) per year driven by the EV growing market, Cell costs are decreasing by 8% per year (Source: IIT).
Far-East manufacturers dominate the market 20 杰 11 汽 会 动 位 中日韩在动力电池制造方面占支配地务 车 力 腾 ww
2 R&D011汽 杰 battery Lithium ion腾会 务 车动 力电 Fuel Cell ww ge 池研 w.
to p- 讨会 even t.
com
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燃料电池实验室
hexm@
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内容
• • • •
清华大学核研院锂离子电池实验室介绍
20 杰 11 汽 腾会 车动 务 ww 力电 w.ge 池研 to p- 讨会 even t.
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动力电池现状 锂离子动力电池的安全性 锂离子动力电池的使用寿命
850 x 560 x 71 255 x 145 x 55
200
500 to 80%
?
7000
102
21
1028
213
100
500 to -20 80% to 60
3600
105
186
1055
1868
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w. 电池 geto 研讨 p- ev 会 en t.
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台湾
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动力电池的包装方式
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Institute of Nuclear and New Energy Technology Tsinghua University
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ADVANCED ENGINE
ELECTRIC ACCESSORIES
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PETROLEUM ONLY
76hp gasoline engine, 67hp electric motor, 1.5kWh battery Institute of New Energy Technology, INET, Tsinghua University
插电式混合动力车
ADVANCED ENGINE ELECTRIC ACCESSORIES
Fuel Flexibility
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PETROLEUM AND/OR ELECTRICITY
BATTERY RECHARGE
The Great Wall
Ming Tombs
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The Institute
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Less than 50 minutes drive 45 km
Tsinghua
Beijing
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E-Transportation is the most significant technological revolution after the cellular and the internet. 电动交通是移动电话和互联网后的最重要的技术革命 。
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D=18 L=70 D=32 L=90% 1000to 80% 500to 80%
-10to 100 -30to60
38
60
129
10855
23169
10
304 640
108 67
261 144
10855 8437
26148 18000
12
-30to60
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锂离子电池实验室
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.g 池研 op 讨会 王 莉、任建国、李建刚、高 剑 et ve 研究骨干（硕士）：武玉玲、冯丽娟、张丽春、孙文婷、陈敏 -e .c nt om 实验室技师：陈克勤、常彩霞、李智敏、康建峰、杨兆卫、史波
Lexus RX400h
Lexus GS450h
Chevy Silverado Saturn Vue Ford Escape
more and more
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混合动力车
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结构
性能
电极 结构
新工艺 新材料
电池 结构 电极制造 电池制备 电极 模型
材料合成 材料修饰 表面/界 面化学
高性能 锂电池
安全性 长寿命
电极 电池 模型 模型
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单体电池容量最高的高功率动力电池
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Cell
Size [mm]
Cap [Ah]