塑料正被日益用于改善锂离子电池的生产。通用Volt电动概念车仅为电池驱动。美国密歇根州TRAVERSE市消息 通用汽车公司(GM)打算向市场推出由数千个锂离子电池驱动的电动车,希望借此在将来的汽车业竞争中占据有利地位。要达成这一目标,塑料是不可缺的。
树脂是粘合电池中活性成份的材料,可用作隔离膜和外罩盖,也是整辆汽车的电缆导管。
美国密歇根大学能源系统工程项目主管Ann Marie Sastry说:“电动车所含的塑料含量和加工技术远多于内燃机驱动的汽车。”她在8月6日-10日在Traverse市召开的汽车工业管理论坛上接受了采访。
总部位于美国密歇根州底特律的通用汽车公司及其技术伙伴—包括在本次论坛上被指定为通用电动E-Flex计划电池系统共同开发者的电池生产商A123Systems Inc.公司—成为了万众瞩目的焦点。但在开发能使通用汽车梦想成真的材料方面,塑料企业起着重要的作用。
杜邦公司能源储存系统业务主管Mike Sanders说:“这是一个重要的特殊组成部分。眼下我们正在考虑各种问题,诸如怎样改善其性能、如何解决安全问题以及如何提高稳定性等”。
通用汽车不是唯一对锂离子感兴趣的企业。丰田汽车公司也打算在新一代混合动力车中使用锂离子,取代目前使用的镍金属氢化物电池。在锂电池中,单个电池携带的电力更大,所以汽车制造商可使用较小的电源。
锂离子电池并不是什么新鲜事物。它们已在全球投入大批量生产,预计今年的产量将达60亿个左右,主要用于笔记本电脑、手机、电动工具和其他多种消费电子产品。塑料已在锂离子电池中得到了应用。
在锂离子电池中,每个电池相当于一个5号电池大小,呈螺旋状,由正负两极的活性成分组成,中间用一片薄膜隔开。锂流经薄膜后释放出能量。构成正负两极活性成分的化学物质被装在可挤压树脂——一般为聚偏二氟乙烯或聚四氟乙烯制成的外壳中,基本上充当树脂的高级填充材料。
螺旋状电池被置于电池组内。普通的笔记本电脑含有3-4个电池。
汽车业面临的最大问题是在遇到恶劣的路面状况时如何确保电池的稳定性。
锂离子电池的温度升高很快,容易导致某些严重的事故,如温度过高时引起电话、笔记本电脑甚至是心脏去纤颤器的燃烧。一旦被指甲或其他尖锐物体刺穿也可能产生重大故障。
总部位于美国马萨诸塞州Watertown的A123Systems公司称其已克服了锂电池在温度和稳定性方面的问题,方法是用纳米磷酸盐代替氧化钴作为电池的活性成分。但Sanders指出,其他电池生产商正通过改进材料来提高电池性能。
通用汽车E-Flex平台的全球汽车产品线主管和首席工程师Frank Weber说:“该技术已通过了验证,但要应用于汽车尚有一些问题有待解决,这将成为今后几年的重点。”
通用汽车还与许多供应商签署了发展协议,两面下注。尽管A123Systems公司赢得了E-Flex项目,但通用汽车签下了Johnson Controls Inc.公司的合资企业Johnson Controls-Saft Advanced Power Solutions公司为通用土星的Vue Green Line组合式混合动力车的原型车生产锂离子电池。JCI-Saft公司使用氧化钴化学物质来生产电池。
Sanders说:“我认为解决方法不只一种,有多种方法可选。”
一旦电池问题得到了解决,汽车制造商及其供应商仍必须更新旧有的电缆生产方式。时下汽车所用的一般电线都镀有PVC,仅靠一个12伏电池传导电流。Sanders说,PVC根本无法承受流经每辆车中上千个或更多的锂离子电池的电流。
他说:“在这种情况下商品树脂发挥不了作用。”
但汽车业不会因这些问题——温度稳定性、生产或材料——而停止电池革新的脚步。和燃料电池系统这类技术不同,锂离子电池已得到了市场的承认。Sanders说,问题只在于如何对锂电池加以改进,使之更适用于汽车应用。
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