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为什么BMW要在未来的电动汽车上改用圆柱电池

发布时间:2022/10/27 阅读:1485

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      BMW宣布2025年将在电动汽车上采用圆柱锂离子电池,并列举出相对于方形电池的优势。


电池几何形状的改变可能导致BMW电动汽车的巨大改进。


对于电动汽车公司来说,最要紧的和最重要的是行驶里程。虽然有许多设计因素可以影响电动汽车的行驶里程,但最显著的变量是汽车电池。因此,该行业正在投入大量资金研究不同的电池技术、化学物质和架构,希望提高性能、成本和容量。


9月初,当BMW宣布将为未来电动汽车生产线从方形电池转换为圆柱形电池时,成为头条新闻。在这篇文章中,我们将看到圆柱电池与方形电池之间的几何结构差别、圆柱电池的优势,以及BMW的未来计划。


01

圆柱电池vs方形电池

当讨论到锂离子电池时,两种最受欢迎的电池结构是方形电池和圆柱电池。


方形电池是一种电池几何结构,由一系列的电极正极、负极组成矩形。方形电池的化学成分密封在坚硬的外壳中,大多数是铝或钢制的,为确保高稳定性。由于这种特殊结构,方形电池通常比较轻薄。由于这些原因,方形电池往往可以使用在储能系统、电动汽车等应用中。


而圆柱电池由多个电极组成,这些电极包裹在圆柱几何结构中。单元电池缠绕的非常紧密,并密封在特殊的金属外壳中,以减少电池膨胀或电极损坏的可能性。圆柱电池通常小且圆的,使得它们可以堆叠在一起。通常,圆柱电池可用于医疗设备、电动自行车、卫星等设备中。


02

圆柱电池的优势

与方形电池对比,圆柱电池具有更重要的优势。


圆柱型锂离子电池的一个优势是其结构有助于不同类型的自动化和制造的简易性。正因如此,圆形电池较方形电池可以生产的更快,且每千瓦时的成本更低。


最重要的是,圆柱形电池的一个主要优点是,在大多数情况下它们是非常安全的。其中一个原因是电池的几何形状增加了电池的稳定性。除此之外,圆形电池通常被设计成如果内部压力过高,电池本身就会破裂,这意味着它们不太可能着火或爆炸。


最后,圆柱电池通常较方形电池具有更低的容量,然而它们在功率输出方面确实具有优势。目前,一些主要的电动汽车品牌,如特斯拉(Tesla)、Rivian、Lucid等都在其车辆中采用圆柱电池。


03

BMW的转换

目前,在追求更长久的电动汽车续航里程方面,BMW宣布在未来的电动汽车生产线上将从方形电池过渡到圆柱电池。


这些新电池将被引入BMW的Neue Klasse系列中,该电池直径为46mm,高度为95mm或120mm。BMW将保持其镍钴锰锂离子化学体系,但将在其阴极上增加镍的含量,同时减少钴的含量,同样的,在阳极增加硅含量。他们将进一步提高系统电压至800V,电流强度为500A。


根据BMW的介绍,与其第五代方形电池相比,他们新的圆柱形电池的体积能量密度提高了20%,行驶里程提高了30%,充电速度提高了30%,每个电池包成本降低了50%,电池制造过程中的二氧化碳排放减少了60%。


有了这一转变,许多人推测BMW将能够为其Neue Klasse系列提供每次充电超过500英里的续航里程,这可能会改变公司和行业的游戏规则。


中国化学与物理电源行业协会 

杨柳翻译

2022.1026