2017动力电池技术进展与发展趋势
全固态锂电池的概念比锂离子电池出现的更早，锂离子电池只出现了25年左右，是日本人发明的，真正到车上用就10 多年，很年轻但是进步很快。
全固态锂电池，这几个词每一个字都不能少、不能变。&全固态&跟&固态&是不一样的，&锂电池&和&锂离子电池&不是一个概念。
所谓&全固态锂电池&是一种在工作温度区间内所使用的电极和电解质材料均呈固态、不含任何液态组份的锂电池，所以全称是&全固态电解质锂电池&。
全固态锂电池又分成全固态锂一次电池和全固态锂二次电池，一次电池其实已经有用的。全固态锂二次电池又分成全固态锂离子电池和锂金属电池， 这两个概念又要区别，所谓全固态金属锂电池，是其负极用的是锂金属，现在的负极用的是碳或者硅碳或者钛酸锂。
全固态锂电池的概念比锂离子电池出现的更早，锂离子电池 只出现了25 年左右，是日本人发明的，真正到车上用就10 多年， 很年轻但是进步很快。
早期指的全固态锂电池，都是指金属锂为负极的全固态金属锂电池，一说全固态往往是以锂金属为负极的， 这就是以前的概念。
全固态锂电池有几个潜在的技术优势，一是安全性高，因为它没有有机溶剂作为电解质引发电解液燃烧问题。
二是能量密度高，需要说明的是，固态电解质的密度和使 用量高于液态电解质，在正负极材料相同的时候，它的优势是不 明显的，当然如果有了固态电解质之后就没有电解液泄漏问题，所以它可以一片片全部叠起来，不像我们非要搞一个软包包起来，这样体积比能量就会高。
第三，正极材料选择的范围宽，因为负极是锂金属，正极不含锂都可以。还有，电解质的电压窗口会更 宽， 正极材料选择范围也就大，比能量也可以提高；第四，系统 比能量高，由于电解质无流动性，可以方便地通过内串联组成高 电压单体，利于电池系统成组效率和能量密度的提高。
但是也存在一些问题。第一个问题是固态电解质材料的离子电导率偏低。现在有三种固态电解质，一种是聚合物，一种是氧化物，一种是硫化物。聚合物电解质这种，其实这个电池已经有了，现在在法国有些车上用，它的问题就是要加热，电池要加热到 60 度，离子电导率才上来，电池才能正常工作。
目前氧化物电解质一般比液态的还是要低很多。只有硫化物的固态电解质现在跟液态的差不多，比如丰田就是用的这种硫化物的固态电解质，所以固态电解质是有突破的，主要的突破是在硫化物的固态电解质。
第二个问题就是固/固界面接触性和稳定性差。液体跟固体结合是很容易的，渗透进去。但是固体和固体接触性和稳定性就不是太好了，这是它很大的一个问题。硫化物电解质虽然锂离子导电率已经提高了，但是仍然有界面接触性和稳定性问题。
第三个问题是金属锂的可充性问题。在固态电解质中，锂表面同样存在粉化和枝晶生长问题。其循环性，甚至安全性等还需要研究。
当然还有一个问题，就是制造成本偏高。
基于上述问题，特别是固态界面接触性/稳定性和金属锂的可充性问题，真正意义上的全固态金属锂电池技术，现在仍然还是不成熟的，还存在技术不确定性。目前展现出的或者有突破的， 有性能优势和产业化前景的，主要是固态锂离子电池。
固态锂离子电池跟全固态锂电池有什么区别？固态电池不一定是全都是固态电解质，还有一点液态，是液态跟固态混合的， 看混合的比例是多大。
真正的固态锂离子电池，其电解质是固态， 但在电芯中有少量的液态电解质；所谓半固态，就是固态电解质、液态电解质各占一半，或者说电芯的一半是固态的、一半是液态的，所以还有准固态的，就是主要为固态、少量是液态。
关于固态锂电池国内外动态。现在固态锂电池持续升温，美国、欧洲、日本、韩国、中国都在投入。各个国家心态不太一样。例如美国，以小公司、创业型公司为主。美国有两家公司还是不错的，都是初创公司，一个是 S-akit3，续驶里程能到 500 公里， 现在还处于初级阶段。
还有一个 Solid&State，还有一家公司被宝马等几家大公司投资了。因此美国主要是小公司、创业公司干，立足于颠覆性技术。日本基本上是固态锂离子电池，最著名的丰田，将在 2022 年实现商品化。丰田做的不是全固态锂金属电池，而是固态锂离子电池。
它的负极是石墨类，硫化物电解质， 高电压正极，单体电池容量 15 安时，电压是十几伏的那种，2022 年实现商品化是靠谱的。
所以在日本，并没有颠覆，还是锂离子电池，正负极还可以用以前的。韩国也是石墨类负极，并不是金属锂负极，跟日本差不多。中、日、韩的情况是类似的，因为我们已经有了很大的锂离子电池的产业链，不希望推倒重来。
原文标题：【誉辰自动化o技术π】2017动力电池技术复盘（2）
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来源：第一电动网 作者：朱玉龙
本文地址：https://www.d1ev.com/kol/56596
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Hello world！锂动力电池成组技术及其连接方法简述
动力电池模组是由多个单体电芯串并联组装而成，单体电芯之间连接与紧固，要求连接片与电池的极柱接触电阻小、抗振动、牢靠程度高。
无论是用激光焊焊接、电阻焊焊接还是螺栓机械锁紧，都必须保证成组后的电池系统在电动车辆实际行驶过程中的可靠性和耐久度。在不同的动力电池系统设计需求里，其体积能量密度、质量比能量密度以及体积功率密度等都会与动力电池系统中单体电池之间连接结构与工艺相关。
这里对单体电池形状、极柱（极耳）的类型、最新和常用的锂离子动力电池成组方法进行简述。
单体电池形状与极柱（极耳）类型
单体电池在形状上可分为常见的圆柱型和方形，从外壳材质上可分为金属壳（钢壳或铝壳）和铝塑膜封装（聚合物锂电池）。
从极柱类型上又可以分为外螺纹极柱、内螺纹型极柱、平台型极柱以及铝镍长条型极耳（聚合物锂电池类型的极耳）。不同极柱类型的电池，在电池成组方式、连接工艺也会有很大不同，同时有各自的优缺点。动力电池模组是由多个单体电池连接组成，而单体电池之间连接的方法和工艺的选择需根据电池类型及其极柱（极耳）的类型来定。
1. 外螺纹极柱型电池
外螺纹极柱电池见图1所示。单体电池之间通常采用机械锁紧的连接工艺。这一工艺的优点是组装连接可以采用多种方式、简单灵活；缺点是由于自身结构限制，相对于平头型极柱，体积能量密度稍大。
2. 内螺纹极柱型电池
内螺纹极柱型电池见图2所示。单体电池之间通常采用机械锁紧的连接工艺。这一工艺的优点是组装连接可以采用多种方式，易于拆卸；缺点是由于自身结构限制，相对于平头型极柱，组装过程需要增加金属配件，电池模组质量有所增大。
3. 平头极柱型电池
平头极柱型电池见图3所示。单体电池之间通常采用电阻焊接或激光焊接的连接工艺。这一工艺的优点是相对于以上2种极柱类型电池，平头极柱型电池成组后的电池模组体积小，体积能量密度高，质量能量密度高；缺点是连接工艺选择方式单一，组装完成的电池不易拆卸替换，只能以焊接方式完成成组组装。
4. 长条型极耳电池
长条型极耳电池如图4所示。单体电池之间连接成组时，其连接片与极耳之间通常采用激光焊或锡焊或电阻焊接的连接工艺或非焊接式机械压紧。这一工艺的优点是体积能量密度和质量能量密度较高；缺点是成组工序复杂，需要较多辅助的支架等。
在上文中，我们对单体电池形状与极柱（极耳）类型进行了介绍，包括外螺纹极柱、内螺纹型极柱、平台型极柱以及铝镍长条型极耳（聚合物锂电池类型的极耳）四类。这里我们继续对不同极柱类型电池的连接工艺进行介绍。
不同极柱类型电池的连接工艺
动力电池系统成组时，单体电芯之间连接片的连接，一般采用激光焊、电阻焊以及螺栓机械紧固。每颗电芯之间连接的一致性、牢固性，对整体电池模组能量发挥和整车安全具有重要作用。
1. 外螺纹极柱型电池
外螺纹极柱型电池通常采用螺栓螺母机械紧固，单体电池之间通常采用机械锁紧的连接工艺。这一工艺的优点是组装连接简单灵活；缺点是外螺纹极柱组装空间所需，相对于其他极柱类型，其体积偏大，体积能量密度受到一定影响。
螺栓或螺母机械锁紧顾名思义是用螺母将连接片与带螺纹极柱拧紧固定，防止松动。它在连接防松设计上可分为摩擦防松、机械防松、永久防松。
摩擦防松一般可采用弹簧垫片防松、自锁螺母防松等；机械防松一般可采用槽形螺母和销子防松、止动垫片防松等；永久防松一般可采用螺纹紧固胶（如厌氧胶）防松等。
上述防止松动的可靠度依次增强，如果考虑后续易拆卸更换电池等因素，可采用机械防松，但其抗振动性需多方面验证，验证通过后可采用。
对于外螺纹极柱型电池，有相关机构开发了新型结构的大容量圆柱型电池，其极柱留有用于激光焊接的平台的同时，平台上方又有外螺纹极柱（如图1右所示），用激光焊接连接片的同时，又用螺母通过螺纹极柱对连接片拧紧固定，再用特别设计的保护支架对电池固定。
其组装工艺如下：一种圆柱动力锂离子电池的成组组装工装，包括设置在多个排列在一起的单个电池极柱之间的保护支架，如图5所示。
保护支架整体为上表面为方形平面，且四周均匀设置有4根支柱，该保护支架的方形平面正中间设置有长方形固定卡槽，任意对称的2边设置有卡座且个数相同，剩余对称的另外2边设置有卡扣个数也相等。
该工艺具有结构简单、稳定耐用、生产能力强、原料易于加工的优点，有效克服了市场上电池组连接容易松动、结构不稳定、连接易脱落、制作成本高、生产效率低的缺点。
以上这种利用圆柱动力锂离子电池的成组组装工装的电池组装方法如图6所示。3个排列在一起的单个电池组装成电池组后，将保护支架正中间设置的长方形固定卡槽分别直接卡入电池的正、负极柱上，保护支架卡槽和电池极柱嵌合在一起，保护支架之间通过卡座与“工”型拼装卡扣连接；最后可以将多个排列在一起的单个电池组装成电池组（图7），外螺纹极柱电池成组的模组(电池包)示意图见图8所示。
2. 平头型极柱电池
平头型极柱的电池通常采用电阻焊焊接。
电阻焊是工件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的热，将焊件接触点加热到塑性或熔化状态，然后使工件组合焊接到一起的焊接方法。
该工艺地方优点为动力电池模组在组装时，单体电池之间用连接片实现串联或并联，连接片通过电阻焊焊接到电池极端上面，组装工序相对比较简单；焊接过程不需要添加任何辅助性焊接材料，批量生产可实现机械自动化，设备成本相对激光焊机不高；对于动力电池模组，电芯之间采用电阻焊焊接加固完成后，电池模组的体积能量密度提高，质量能量密度提高（相对于螺栓或螺母机械锁紧的连接工艺）。
而缺点为电池之间的连接片材料有限制，对铝与铝焊接效果不理想等，后续电池模组中的单个电池难以拆卸更换，若要更换，需更换整个模组。
平头型极柱的电池也可采用激光焊接连接。激光焊是利用高能量的激光脉冲对工件需要加工区域进行局部加热。激光辐射的能量通过热传导向材料内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池来完成焊接的目的。
该工艺主要具有以下一些优点：①在组装动力电池模组时，激光焊接的焊接精度高、强度高、焊接效率高；②在大批量组装生产时，更易于实现自动化生产，保证产品的一致性和质量；③凭借激光焊焊接的优势，电芯之间串联或并联的连接片都可用铝材质代替铜连接片，如此可以提高焊接效率，焊接强度，减少生产材料成本，减轻电芯模组质量，进一步提高整车电芯模组的能量密度。而缺点主要为：①连接片与电池焊接处的平整度要求高，焊接夹具需高精度满足焊接精度要求；②设备比较昂贵。
3. 条型极耳的聚合物电池（电芯）
目前聚合物电芯的连接工艺，主要有焊接与不焊接（机械压紧接触式）的2种方式。
焊接包括激光焊或锡焊2种。由于动力电池组面积大，超声波焊头位置不容易接触，超声波焊接很少被采用，激光焊接是较为理想的焊接方式。锡焊的高温工艺对聚合物电芯极耳处的密封存在一定的风险，同时由于锡的比重大而造成电池组的质量增加；无论激光焊接或锡焊成组工艺，都不利于更换单体电池。
（2）不焊接（机械压紧接触式）
不焊接即可拆卸替换聚合物电芯模组的连接结构与方法，以每个电芯作为独立单元，将每个单元串并联，且能够保证每颗电池可拆卸和替换。这一工艺的优点主要是单颗电池可拆卸替换。长条形极耳聚合物电池成组组装方式的爆炸图见图9所示。
也有采用可拆卸替换的聚合物电芯模组成组方法，解决了成组后单体电池不易更换的问题，提高了电池组的安全性。此外，电池组更换单体电池时只要卸下金属板和金属网卷绕体，将极耳弄直就可以快速取下需要更换的单体电池，避免了以往传统的极耳被锡焊接在镀锡区所存在的缺陷，电池的质量也更轻，避免了传统焊锡工艺高温对聚合物电池芯极耳处密封的损坏和焊接不良导致的虚焊，提高了组装效率。
在单体电池与外壳之间的缝隙中填满低粘度液体胶并将其固化成具有弹性的胶体，该胶体介质具有阻燃、导热的特性，有利于单体电池之间的温度一致，同时具有隔绝单体电池与空气接触，防止热失控的发生，提高电池组的安全性。
对锂离子动力电池成组的加热或降温方式
在北方温度较低的季节中使用的电池组，在成组过程中加入加热膜，比如聚酰亚胺加热膜等，对电池组充电时，先对内部电池加热，利用电池管理系统（B M S）和嵌入的热传导装置根据环境变化调节电池系统自动加热。
在南方地区温度较高的季节中使用的电池组，可以在电池组（包）周围以空调风或其他方式对电池组进行降温，对于电池组内部的降温，可以通过在电池组内部加入导热硅胶等材料将热传导至电池包的外壳上。
对于全极耳结构的大容量圆柱形电池，由于集流体铝箔本身有较好的导热功能，因此电池芯内部的热可以通过全极耳结构传导到电池芯的外壳或端盖，再由导热硅胶等材料将热传导至电池包的外壳上。关于加热膜，特性较好的是硅胶材质加上发热丝的复合膜，其厚度在1.5m m左右，有一定弹性，与电池表面接触的贴合性好、加热的均匀性好、导热效果好，聚酰亚胺加热膜的特点是厚度可以更薄。此外还有聚酯材质的加热膜。（来源：新材料产业）
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&>&2018第一届新能源汽车及动力电池（CIBF深圳）国际交流会
2018第一届新能源汽车及动力电池（CIBF深圳）国际交流会
时间：05-21 10:43
阅读：2746次
来源：活动家
摘要：全球能源结构转型正如火如荼展开，新能源汽车将逐步替代燃油车已是大势所趋。而新能源汽车的发展与动力电池密不可分，通过国际间的交流合作，整合全球资源，吸取优势经验，取长补短，是促进我国动力电池产业发展的有效途径之一。近期，国家强制标准《电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要求》（以下简称安全要求）意见稿公布。标志着我国...
本次会议即将于5月22日召开，2018第一届及（深圳）国际交流会 网上提前优惠报名平台。优惠报名入口： 会议火热，可能提前截止报名！）全球能源结构转型正如火如荼展开，将逐步替代燃油车已是大势所趋。而新能源汽车的发展与密不可分，通过国际间的交流合作，整合全球资源，吸取优势经验，取长补短，是促进我国动力电池产业发展的有效途径之一。近期，国家强制标准《电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要求》（以下简称安全要求）意见稿公布。标志着我国动力电池产业的发展得到了进一步的规范。安全要求对动力电池PACK及BMS的标准提高幅度较大，各动力电池企业都在加紧研发高系统能量密度动力电池组，如何运用BMS和PACK技术来提升电池成组效率成为众多电池企业关注的焦点。随着批次目录的不断公布，新获批的新能源汽车所用动力电池的系统能量密度已达140wh/kg以上，但从成组效率来看还有较大的提升空间。从2018年补贴标准来看，国家对Ekg指标的重视程度在加强。轻量化被越来越多的新能源汽车企业所关注，并且有相当大的期望将被寄托于动力电池产业。日，第十三届中国国际电池技术交流会/展览会（2018）将在深圳会展中心盛大开幕，届时将会有来自世界50多个国家和地区的超过1500名重要嘉宾参会，重点交流动力电池、储能电池及各种材料的最新进展。展览面积将达11万平方米，展位数量4800多个，预计参展商将超过1300家，是电池行业及其产业链相关领域具有重大国际影响力的大型展会。为更好地促进新能源汽车产业发展，提高动力电池技术水平，探讨新能源汽车及动力电池产业的智造化、轻量化。以“探究·发展 高能量密度与轻量化新挑战”为主题的“第一届新能源汽车及动力电池（CIBF深圳）国际交流会”将作为CIBF2018平行论坛同期举办。届时将会有政府相关主管部门的领导、行业专家、企业代表和国际学者共聚一堂，畅谈动力电池技术创新，思辨上下游供应链未来，解读政策标准，感悟时代脉搏。一趟旅程两场盛会！必将让您收获满满！主办方：中国化学与物理行业协会动力电池应用分会电池中国网支持单位：中国汽车技术研究中心同济大学汽车学院中国电子科技集团公司第十八研究所哈尔滨工业大学电化学工程系全国电池设计与管理青年学者论坛会议主题：探究·发展 高能量密度与轻量化新挑战会议规模：400人时间：-23日地点：深圳会展中心会议亮点：新政策形势下各企业的应对之策动力电池轻量化技术的现状与突破通过PACK和BMS提高动力电池成组效率的实践经验分享国际市场下我国新能源汽车和动力电池产业的机遇与挑战 会议日程即将更新，敬请期待！ 更多,,会议尽在以下是相关会议： 　　　武汉　　　重庆　　　南京　　　日照
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