中国行业发展报告

【摘要】　　4月28日，盖世汽车讯，此前，特斯拉的电池研究伙伴Jeff Dahn及其达尔豪斯大学（Dalhousie University）团队公布了一种新型电池的测试结果，表明该电池的使用寿命可能超过100万英里。现在，特斯拉又提交了一份名为“镍钴铝电极合成方法”（Method for Synthesizing Nickel-Cobalt-Aluminum Electrodes）的专利，概述了一种新型电极合成方法，可用于电池生产。该专利提出了一种高效的镍钴铝（NCA）电极加热工艺，并表示，以前的加热方法有时会形成一种杂质——锂基底L15AIO4。降低电池中的锂含量可以减少污染，但又会造成“电化学性能较差的材料”。 该专利提出，电池达到一定的高温时，会导致单晶生长。修正锂与其他金属的比例可以限制在第一次加热过程中形成杂质。然后，该电池在第二次加热时，会比第一个加热周期的温度更低。该专利研究人员指出，该工艺有助于研发一款无杂质的单晶NCA，让电池的充电循环达到4000多次。

【关键词】镍钴铝电极，无杂质，延长寿命

【摘要】　　4月28日，盖世汽车讯，近日，印度班加罗尔贾瓦哈拉尔尼赫鲁先进科学研究中心（Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research）的两名研究人员由于为电动汽车设计了高效且环保的可充电锌空气电池，荣获了KPIT Sparkle 2020银奖。锌空气电池不采用任何不环保的有机电解质，而是采用空气作为燃料，以及使用含水电解质。此外，锌空气电池放电之后的产物也是环保的，可以利用现有的方法轻易将其回收。与目前电动汽车使用的锂离子电池相比，锌空气电池具有更高的比能。锂离子电池技术会增加电池组的成本，从而增加车辆的整体成本，而且，充电时间长，而印度又缺乏足够的充电设施，还没有锂金属矿石，因此两名研究人员希望能够为电动汽车找到替代性电池。

【关键词】充电锌空气电池，环保，高比能

【摘要】　　4月10日，盖世汽车讯，据外媒报道，美国卡尔玛汽车公司（Karma Automotive）表示，其两款新型碳化硅（SiC）逆变器的研发已经进入最后阶段，而且该两款产品能够提升电动汽车的充电能力。Karma总部位于美国南加州，是一家高科技企业孵化器兼豪华电动汽车制造商。新款SiC牵引逆变器由Karma动力传动系统电力电子团队与美国阿肯色大学（University of Arkansas）电力电子系统实验室（PESLA）合作设计。该款SiC牵引逆变器的设计旨在提高电动汽车的效率和性能，将用于Karma未来车型以及该公司合作伙伴的车辆中。此外，该逆变器可用于400V系统，且结构设计灵活，能够经过定制适应各种车辆平台，可以用于800V功率级别的系统，以利用更高电压实现快速充电。而且，该款新型逆变器还可兼容用于汽车、飞机、货车、农业和工业等多个行业。

【关键词】氧化硅逆变器，提高效率，快速充电

【摘要】　　4月10日，汽车之家讯，充电确实是一个让电动车主头疼的问题，要么找不着合适的充电桩，要么电动车充电时间太长。如果是在一段较长的旅途中遇到“电荒”，岂不是更让车主绝望。针对这种情形，苹果公司就在研究如何利用太阳能给电动车充电，甚至还想把这种技术延伸应用到苹果手表和iPhone等设备上。近日，美国专利和商标局就向苹果授予了这项太阳能充电专利。其实，“太阳能汽车”并不是什么新鲜概念，在车顶新增一块太阳能电池板似乎也没什么稀奇，像全新现代索纳塔混动版的车顶就搭载着太阳能电池板。然而在苹果的构想中，他们要将太阳能面板“铺满”车辆的整个外表面，甚至连汽车玻璃上都覆有太阳能面板。这也表明，苹果预想中的太阳能面板可能是透明的或透光性极佳。

【关键词】太阳能充电，铺满车表面，透光性

【摘要】　　3月27日，盖世汽车讯，据外媒报道，近日，发表在《先进材料科学与技术》（Science and Technology of Advanced Materials）杂志上的一篇综述表示，让氢燃料电池薄膜的分子更具有结构性，可以提高其效率，而氢燃料电池可以为电动汽车和其他工业应用提供能源。氢燃料电池是电动汽车产生能源的部件，为了发挥作用，氢燃料电池需要能够将氢分子分裂成带正电荷的质子以及带负电荷的电子，而一种特殊类型的膜 ——质子传导聚合物膜就具备该功能。该膜只允许质子通过，而电子会绕着薄膜产生所需的电流，然后通过一层薄薄的“离子交联聚合物”膜运输质子进入电化学催化剂，在电化学催化剂中电子和质子会重新结合。

【关键词】质子传导膜，氢燃料电池，性能

【摘要】　　3月27日，盖世汽车讯，据外媒报道，在弗劳恩霍夫加工机械和加工技术研究所（Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology，IWU），研究人员们正在研发制造燃料电池发动机的先进技术，以促进燃料电池发动机的快速、低成本连续生产。为此，IWU研究人员最初直接关注此类发动机的核心，并研究利用薄金属箔制造双极板的方法。在汉诺威展览会上，IWU将展示此类研究成果以及其他有前景的燃料电池发动机研究项目和Silberhummel赛车。

【关键词】燃料发动机，低成本，快速生产

【摘要】　　3月13日，盖世汽车讯，美国佛罗里达国际大学（FIU）工程与计算学院的研究人员研发了一款新型电动汽车电池。Bilal El-Zahab教授及其团队正在申请一项有关高能量密度锂离子电池的专利，该款电池依赖铂和相关化学元素以增加其能量存储。据估计，该款电池能够让电动汽车的续航里程延长2倍（900英里，约合1448公里）。目前，电动汽车电池的最大续航里程约为300英里（约合482.8公里）。随着越来越多的电动汽车出现在道路上，人们对高性能电池的需求也越来越大，因此FIU坚定地为汽车研究无排放能源。

【关键词】新款，电动汽车电池，续航翻倍

【摘要】　　3月6日，盖世汽车讯，据外媒报道，莱斯大学博士后研究员Anulekha Haridas利用所构建的锂离子全电池，测试氧化铝涂层对正极的影响。该纳米涂层可以保护正极不发生降解。莱斯大学布朗工程学院（Rice University's Brown School of Engineering）的研究人员，将一层薄薄的氧化铝涂在普通正极上，发现这会使电动汽车的电池性能更好，并具有更强大的离网储能能力。Haridas说：“这种锂捕获机制可以有效地保护正极，为全电池保持稳定的容量和能量密度。”

【关键词】氧化铝涂层，性能更好，储能能力

【摘要】　　2月20日，盖世汽车讯，据外媒报道，麻省理工学院（MIT）研究人员提出全新电极设计，或将制造出能量密度更高、寿命更长的电池。研究人员开发了一种三维纳米结构，呈蜂窝状MIEC管六边形阵列，在其中部分注入固体锂金属，形成电池电极，并在每个管中留有空间。在充电过程中，锂金属膨胀，像液体一样流动又能保持固体晶体结构，而不影响外部的蜂窝状结构，从而减轻充电引起的压力。另一种ELI材料，可在MIEC壁面和固体电解质层之间，作为关键的机械粘合剂。在存储容量相同的情况下，新负极的重量仅为传统锂离子电池电极的四分之一。如果与另一种轻量型正极相结合，将大幅降低锂离子电池的总体重量。目前为止，相关研究尚处于实验室生产阶段。研究团队希望，尽快实现规模化生产。

【关键词】能量密度更高，寿命更长，固体晶体结构

【摘要】　　2月19日，盖世汽车讯，据外媒报道，澳大利亚科学家研发一种不易燃电解液，可应用于钾和钾离子电池，促进锂技术以外的下一代储能系统发展。新型电解质基于有机磷酸盐，使电池更加安全，而且可以在低浓度下运行，这是大规模应用的必要条件。目前，锂离子电池技术在储能市场占据主导位置，但是，这种电池存在价格、环境问题和电解液易燃等固有缺点。在开发下一代电池技术时，科学家们尝试用钾离子等更丰富、更便宜的材料，来取代锂离子。然而，钾和钾离子电池也存在安全问题，比如电解质易燃。研究团队已经证明，新型无机磷酸盐电解质，可用于制造性能安全的下一代钾离子电池。他们认为，可进一步开发基于阻燃剂的电解质，并将其应用于其他非易燃电池系统设计。

【关键词】不易燃电解液，钾离子电池，储能

【摘要】　　2月13日，盖世汽车讯，据外媒报道，英国AFC能源公司推出电动汽车氢动力充电器。这一自给式充电系统基于碱性氢燃料电池技术，有效克服电网覆盖不良的问题，可在任何需要的地方为电动汽车快速充电。最新研究显示，在英国，要实现电动汽车部署目标，需要投资近1000亿英镑，才能在全国范围内完成充电网络升级，并部署专用电动汽车充电站。而且，车队、商用车辆及停车场等运营商，需要大规模快速充电，在某些情况下，如果不进行本地化电网升级，就无法满足这一需求。AFC能源公司的系统设计旨在解决这一问题，通过电动汽车充电器，安全使用各种氢源，同时以最佳效率运行，以便在必要的时间和地点快速充电。该系统结合现有互补技术，帮助客户实现净零碳排放，同时控制电力成本，提升电动汽车充电能力，提供现代技术战略。

【关键词】氢动力充电器，快速充电，零排放

【摘要】　　2月13日，盖世汽车讯，据外媒报道，锂离子电池技术公司Enevate宣布推出第四代全新以硅为主导的电池技术，可以进行大批量生产，进行商业化。全新XFC-Energy电池技术，可使能量密度可达到800 Wh/L，并实现5分钟充电至75%。目前，传统大容量锂离子电动车电池的能量密度大约为500-600 Wh/L，充电时间通常超过1小时。Enevate投资者、雷诺-日产-三菱联盟旗下基金公司 Alliance Ventures负责人Christian Noske表示：“要让消费者和车队负责人大规模使用电动汽车，需要解决相关问题，如充电时间长和续航里程短，这在很大程度上取决于先进的电池技术。Enevate将成为重要推动者，助力生产价格低廉、充电便捷和清洁的电动汽车。”

【关键词】全新硅主导，电池技术，商业化

【摘要】　　1月22日，盖世汽车讯，据外媒报道，德国卡尔斯鲁厄理工学院（Karlsruhe Institute of Technology，KIT）及合作机构的研究人员为研发未来高能量锂离子电池，研究了阴极材料合成过程中结构的变化，并获得了有关阴极材料退化机理的重要发现，或有助于研发更大容量的电池，以增长电动汽车的续航里程。到目前为止，电动汽车未获得突破性进展是因为受到了续航里程不足等因素的阻碍，具备更高蓄电量的电池有望缓解此种情况。应用材料-储能系统(IAM-ESS)研究所所长Helmut Ehrenberg教授表示：“我们正在研发此类高能量系统，在我们看来，基于对电池电化学过程的理解，加上创新使用新材料，有望将锂离子电池的存储容量增加30%。”

【关键词】高能量系统，结构变化，续航里程

【摘要】　　1月22日，盖世汽车讯，据外媒报道，美国（Oak Ridge National Laboratory，ORNL）的研究人员研发出一种创新控制系统，可以重新利用电动汽车电池组，存储供家庭使用的电力，而且计划将该技术扩展至大型电网项目。即使电池无法再为电动汽车提供动力，其实仍存储了大量能量。此类电池组可能无法再承受电动汽车极端的充放电条件，不过仍可以作为低成本的固定储能系统，据估计，仍可以再使用10年以上。此类再利用电池是电网能源存储的理想选择，在美国全国范围内安装更多可再生间歇性电源，对于保持电力供需平衡至关重要。

【关键词】储能，控制系统，电力供需平衡

【摘要】　　1月17日，盖世汽车讯，据外媒报道，首都大学东京（Tokyo Metropolitan University，将于2020年4月起将学校名称变更为东京都立大学）的科学家们采用排列整齐的“金属”碳纳米管制成了一种装置（热电装置），能够将热能转化成电能，而且输出功率比随机网络中采用纯半导体碳纳米管（CNT）制成的装置要高。此种新设备无需再平衡半导体的电导率和电压，大大优于同类产品，而且高功率的热电装置能够为更有效地利用废热铺平道路。热电装置可以直接将热能转化成电能，在日常生活中，空调的废气、汽车发动机甚至是身体的热量通常都被浪费了，如果能够回收此类能量并加以利用，则具有革命性意义，也在一定程度上推动了可穿戴电子设备和光电子设备的发展，此类设备戴在皮肤上，由体温提供能量，如身体热能灯和智能手表等。

【关键词】热能，转换，电能

【摘要】　　1月10日，盖世汽车讯，据外媒报道，三星电子公司的全资子公司哈曼国际（Harman International）宣布推出EV Plus+解决方案，这是一个全新的音频和通信解决方案包，专为快速增长的电动汽车细分市场和具有环保意识的客户设计。该解决方案克服了电动汽车所面临的独特挑战，为消费者提供高水平的娱乐、通信服务，以及舒适性、灵活性和可持续性。据Cox Automotive数据显示，83%的非电动汽车车主主要担心充电问题。此类担忧导致在为电动汽车环境设计高级音频和娱乐等需要电力的车载功能，非常具有挑战性。而哈曼的EV Plus+解决方案利用高效声学技术和基于云的软件创新，凭借可扩展、轻质和低复杂度的系统架构解决了此类挑战。此外，与性能相当的传统音频系统相比，该解决方案的声学功率和性能提高了两倍，而且还不影响电动汽车的续航里程。

【关键词】娱乐，通信服务，续航

【摘要】　　12月26日，盖世汽车讯，据外媒报道，澳大利亚伍伦贡大学（University of Wollongong）的研究人员制成了一种纳米材料，可充当室温钠硫电池的阴极，让钠硫电池应用于大规模储能。室温钠硫电池很适合用于新一代储能应用，而且新一代储能应用的需求也在日益增长。高能量密度、长循环寿命的室温钠硫电池，将为大规模固定储能系统提供低成本、富竞争力的技术，从而推动向可再生能源社会转变。不过，目前的室温钠硫电池存在容量衰减快、可逆容量低的问题。因此，研究人员研发了一种纳米材料，通过在掺杂氮的多孔碳纳米管中植入硫化镍纳米晶体，克服了上述问题，而且此材料在用作钠硫电池的阴极时，表现出了极好的性能。研究人员表示，下一步是要扩大此种材料的生产，将钠硫电池从实验室中推向工业，并将此种电池系统投入实际应用。

【关键词】新材料，储能应用，性能佳

【摘要】　　12月26日，汽车之家讯，随着新能源汽车的逐渐普及，锂离子电池成为电动车不可或缺的零部件。作为电池的关键原材料，钴的价格不断上涨，再加上资源稀缺，一时成为各大矿产公司争夺囤积的重点。日前，美国科技公司IBM宣布已研发出一种电池新材料，从海水中萃取矿物质，可替代成本高昂的钴。据悉，IBM已经和梅赛德斯-奔驰的研究部门、日本电池电解质供应商中央玻璃公司以及电池制造商Sidus等公司展开合作，共同促进这款电池原材料的商业化落地。根据IBM预测，将在一年之后推出第一款可为汽车提供动力的原型电池。

【关键词】资源稀缺，电池新材料，商业化

【摘要】　　12月19日，盖世汽车讯，当汽车电池出现缺陷和损坏时，需要用价格昂贵的防爆箱来运输，运输成本非常高。据外媒报道，华威大学研究人员与捷豹路虎的工程师合作，在运输过程中，采用液氮冷冻电池，有效降低相关费用，并且提高安全性。运输电池时，比如典型的特斯拉电池，所用的防爆箱大约价值1万欧元，对其进行联合国认证又需要1万欧元。华威大学研究人员表示，如果采用塑料容器运输，只需几百英磅的成本。而且，他们强调，低温冷冻不会降低锂离子电池的容量，也不影响电池循环或使用寿命，运输时更加安全。此项研究得到捷豹路虎支持。

【关键词】运输成本低，安全性高，废旧电池运输

【摘要】　　12月18日，盖世汽车讯，据外媒报道，美国宾州州立大学的研究人员开发一种新策略，可以在锂离子电池中扩大硅基负极的应用，将电动汽车、智能手机的功率提高20%。研究人员开发新策略，保持硅材料弹性，从而更好地传输能量，保持电极完整性。Wang表示：“我们发现，采用超弹性凝胶聚合物电解质（GPE）缓冲层，包围硅基负极，可以让硅保持稳定，阻止电极内的粒子移动。”GPE材料由软醚部分和硬循环部分构成，软醚部分提供弹性，硬循环部分防止聚合物过度膨胀。“两部分协同工作，使GPE材料适当膨胀和收缩，同时保持硅负极结构稳定。”Wang说：“以往的电池中只能用5%的硅，所产生的效果十分有限。通过这种方法，我们可以使用纯硅负极，显著增加电池的容量和能量密度，为创造下一代锂离子电池铺平道路。”

【关键词】功率提升，稳定性，电池容量