新能源汽车之锂电池技术应用

唐文斌,王湘雄(国网江西省电力有限公司宜春供电分公司)
【摘
要】近些年世界各行各业都逐渐开始重视环境保护、资源与新能源的开发,尤其是汽车行业为了顺应时代潮流提高自身竞争力,开始大力发展新能源汽车产业,以便达到社会经济的可持续健康发展。目前我国新能源汽车还处于发展与起步阶段,因而还面临着一些困难。本文主要这对锂电池技术在新能源汽车中的应用进行分析。【关键词】锂电池技术;新能源汽车【中图分类号】TM912
【文献标识码】A
【文章编号】2095-2066(2017)35-0100-02
1引言
如今能源问题会严重制约着我国经济的可持续健康发展,而为了解决能源短缺问题,各个国家在发展汽车产业的时候都开始重视对新能源汽车的研发。新能源汽车可以实现无污染气体的排放,同时还可以清洁能源,满足节能环保的要求。目前动力电池在新能源汽车中的应用还存在着充电时间过长以及续航能力较低等问题,以下就为新能源汽车的发展提供几点建议。
2锂电池的概述分析
2.1锂电池的特点与组成
锂电池实际上就是含锂物质或是金属锂作为负极电源的统称。与一般电池相比,锂电池的能量与电压都比较高,因此可以实现五千次以上的反复放电,其具有无污染以及无记忆效应等特点。通常情况下锂电池是由电解液、正负极、隔膜以及安全阀组成。图1为锂电池的构成图示。
2.2锂电池的基本工作原理分析
锂电池的负极以及正极主要是通过嵌入锂离子化合物来构成。在锂电池充电过程中,锂离子会从电池的正极脱落,然后通过电解质与负极相嵌,此时负极与正极之间就会存在锂离子的一个高度浓度差,因此就会从外电路将补偿电荷及时供给到电池负极,确保电池负极的电荷处于一个相对平衡的状态,锂电池放电过程与充电过程完全相反。锂电池的放电与充电作业完全依靠锂离子在正极与负极之间的流动与转移完成。图2为锂电池充放电的作业原理。
3锂电池技术在新能源汽车中的应用探讨
为了解决汽车尾气对环境的破坏与污染影响,汽车行业的发展趋势已经转变为新能源的电动汽车,因而带动了汽车动力电池的研究与开发。动力锂电池在新能源汽车中的应用具有污染小、寿命长、能量高等特点,因此被广泛应用在新能源电动汽车中。但是锂电池技术的实际应用还存在一些难点问题,以下就
针对新能源汽车中锂电池技术的应用进行探讨
与研究。
3.1锂电池技术在新能源汽车中的应用难点与措施分析
目前制约新能源汽车发展的关键因素就是动力电池,锂电池技术的难点之一就是成本较高,影响锂电池成本的主要原因就是构成材料方面的因素影响。
(1)锂电池技术正极材料的问题:一般锂电池的正极材料主要包含磷酸铁锂、镍锰钴材料、锰酸锂以及钴酸锂等。锂电池正极应用最佳的材料就是磷酸铁锂,其在材料成本、安全、循环寿命等方面的优势较高,但是在应用时面临的最大问题就是磷酸铁锂生产原料以及生产技术都来自于国外,我国目前在磷酸铁锂方面的发展主要依赖于国外技术水平,缺乏自身的创新意识与技术,这些造成我国锂电池生产方面一直处于被动与产业链低端地位。想要改变这种状态,我们就需要把握好几点:①要加强度电池组合控制以及电池结构设计方面的创新与研究;②基于国外磷酸铁锂的核心专利,在外围展开规划与布局;③加快磷酸铁锂技术的自主研发水平。
(2)锂电池技术的电解液问题:电解液在锂电池中主要承担着传导电子到正负极运动的作用,一般由添加剂、电解质锂盐、有机溶剂按照特定比例混合而成。锂电池常用到的电解质主要为六氟磷酸钾以及高氯
酸钾等,高氯酸钾具有爆炸威胁并且低温效果不佳,而含氟磷酸钾适用性强、无爆炸危险、电池性能好、具有环保性,因而市场发展前景比较优良。而我国面临的最大难题就是国内还没有掌握生产六氟磷酸钾的技术。因此我国还需要加大对六氟磷酸钾生产工艺技术的研发与突破。
锂电池技术的隔膜问题:能够有效避免电池负极与正极之间出现短路的物质就是隔膜,隔膜的好坏会直接影响到锂电池的安全性能、循环性能以及电池容量。但是隔膜的生产技术水平较高,目前我国
应用在新能源汽车锂电池中的隔
图1锂离子电池的构成图示
图2锂电池充电与放电作业的原理图示
100
80%都依赖于国外。
目前,我国加大了对新能源汽车的推广与应用,因而会带动并促进锂电池隔膜的需求与发展,隔膜的技术也会进一步完善与成熟起来,这对我国新能源汽车行业以及锂电池行业来说都具有关键意义。
(3)我国在锂电池的负极材料技术方面相对来说较为成熟,通常负极材料都为碳,虽然商品化应用比较成功,但是碳作为负极材料也会面临着一些缺陷与不足,因而针对非碳负极材料的研发就显得尤为重要。我国还需要针对负极非碳材料进行研究与应用,不断改进生产工艺,从而提高我国锂电池的技术水平,使其更好的应用在新能源汽车中,实现新能源汽车行业的健康、环保、节能与可持续发展。
3.2锂电池技术在新能源汽车中的应用前景分析
新能源汽车产业的关键技术就是锂电池储能技术,该项技术是新能源汽车行业竞争的关键战略点,新能源汽车产业的主动权就在于新型电源技术与动力锂电池储能技术。当前锂电池行业对电池材料的新要求就是高环境适应性、高安全性、大功率、高性能、低成本。
新能源汽车产业在发展过程中要持续进行调研与关注,及时了解锂电池技术在新能源汽车中的应用效果,根据动力锂电池的试用评价与缺陷问题不断改进与完善,借以提高锂电池的技术水平与生产工艺水平,为其在新能源汽车中的应用提供技术支持。另外我国还要持续关注国际上关于动力锂电池的技术发展趋势,掌握新能源汽车动力电池的核心技术,了解国际上以及国内新能源汽车与动力锂电池与的发展状况,提高自主研发技术与能力,并逐渐形成规模化以及产业化的产业链布局结构。目前新能源汽车还
存在电池续航时间短问题,我们可以采用建设换电站与充电站的方式来处理,以弥补锂电池技术在新能源汽车中应用的不足。
4结束语
总而言之,国内以及国外都会面临着较为严峻的汽车能源挑战问题,只有坚持新能源开发与节能降耗措施才能够确保汽车工业的可持续发展。新时期将锂电池技术应用在新能源汽车中可以实现节能环保的目标,但是锂电池在实际应用过程中也会存在一些技术壁垒,因此我国要加强自主研发水平,不断攻克锂电池的技术壁垒与材料限制,使其可以更好的应用在新能源汽车中,解决现阶段节能环保、能源安全以及产业发展问题,推动着我国汽车行业不断进步与发展。
参考文献
[1]李冰心.新能源汽车产业爆发锂市场迎来黄金期[J].新材料产业, 2016,01(6):32~33.
[2]蓝朝晖.新能源汽车市场化迎拐点[J].轻型汽车技术,2014,03(7): 18~19.
收稿日期:2017-9-16
浅析薄壁小径管对接焊缝的超声波探伤孙苗东(中国电建集团四川工程公司,四川成都610051)
【摘要】对于锅炉设备的安装以及检修来说,采用超声波探伤技术能够有效克服现场检验条件复杂、某些位置较为特殊等问题。但是有关小径管超声波探伤方面的研究还不是很多,具有一定的缺失。本文主要分析小径管对接焊缝的超声波探伤内容,希望对相关人士有所帮助。
【关键词】薄壁小径管;对接焊缝;超声波探伤
【中图分类号】TG441.7【文献标识码】A【文章编号】2095-2066(2017)35-0101-02
1小径管对接焊缝超声波探伤所具有的特点
(1)小径管管壁相对较薄、焊缝相对较宽
从电力部所颁布的行业标准(主要是指《电力建设施工及验收技术规范》)规定中可知,一般情况下小径管焊缝的宽度为管壁厚度的2~3倍,这是普通焊缝所达不到的,例如小径管的壁厚为4mm时,焊缝的宽度为12mm。根据一般性的超声波探伤方法一次波发现焊缝根部缺陷,那么探头入射角β的正切值k会在2.7~3.2范围内,这样就会很难有效区分焊缝的中上部缺陷情况,非常容易造成表面波的产生,从而影响到缺陷的定位以及准确定量。
(2)需要有效解决超声波近声场区问题
对于超声波探伤来说,在声束近场区轴线中存在很多声压极大值,所以在进行探伤过程中只有大于3倍的近场区才能够确保缺陷能够有效检出。特别是对于小径管来说更是如此,因为其管壁较薄,此方面问题更为突出。可以将近场区最大程度上消除在探头的制作过程中,此种方式比较有效。
(3)探头的前沿尺寸相对较小
由于受到管壁较薄、焊缝较宽等因素的影响,为了进一步提升缺陷的检出率,需要进一步减小探头前沿。从现阶段来看,较普遍采用的探头都是前沿在5mm以下、晶片尺寸为4mm×6mm或者6mm×6mm、4/5MHz的小径管专用探头。
(4)管内外具有比较大的表面声能损失
对于小径管来说,其管径较小、曲率较大,所以其内外表
面超声波会有非常明显的聚束以及发散现象,因此需要重点
考虑。在实际操作中采用DL-1型小径管超声探伤专用试块。
选择对应弧度的探头,增大接触面积。
2小径管超声波探伤过程中较为常见的技术性问题
对于焊缝检验来说,超声波探伤属于非常重要的探伤方
法之一,其主要特点为:对于面积性缺陷(例如表面裂纹、未焊
透、未熔合等问题)探伤具有非常高的灵敏度,但是对于体积
性缺陷(例如气孔等问题)探伤的灵敏度相对较低,无法和射
线探伤相比,如果缺陷不是很大或者相对比较分散,那么就无
法形成大量的缺陷反射波,常常会存在漏检的情况。另外,超
声波探伤的另一特性就是探伤的可靠性直接受到探伤人员技
术能力、所具有的责任心、所使用探伤设备的灵敏度等因素的
影响,并且探伤的过程无法进行自动记录,更多的是通过探伤
工作人员的手工操作,所以得到的探伤结果凭证相对射线探伤
底片来说可靠性较差。另外,对于锅炉小径管来说,其超声波探
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