暑期产业实践|新能源汽车课题组:新能源汽车之动力锂电池产业寻真

ON2018-08-29文章来源 8040comCATEGORY资讯

对于电动汽车,最影响其性能的无疑是其电池的质量。锂电池是现阶段在电动汽车上运用最为普遍的技术。其凭借着能量密度较大、工作温度范围大、重量轻、寿命长等特点在工业上有着广泛的运用,但是锂电池也有一些不可忽视的缺点,例如能量密度相对传统化石能源较低、快速充放电的倍率性能差、多次充放电后电容量减等。大家本次产业实践的主题就是目前电动汽车采用的最为广泛的电池种类——锂电池。

为了能更多地了解现阶段工业化生产锂电池的产业结构,将实验室的前沿科技与工业生产相结合,在引导老师刘巍的带领下,课题组同学们参观了上汽大众、上汽捷星等企业。

脚踏实地、循序创新——初访上汽大众

上汽大众,是同学们参观的第一家企业。作为中国最早的一批合资汽车企业,上汽大众无论是管理方式还是生产技术都是相当先进的。乘坐参观车,同学们参观了整个汽车生产线(该生产线主要生产途观、途昂等车型),涵盖了零部件车间,组装车间,测试车间等,汽车生产线的机械化率达到了70%。同学们感受到了如今机动车行业的高产和高效,平均每分钟就有一台车下线,高产出造就了高收益。同学们深刻体会到,这样的机动车生产效率是现阶段仍处在实验阶段的电动汽车制造没法比拟的,也正因为如此,目前很多仍处在概念阶段的电动汽车厂商并不能实现较高盈利。如电动汽车能实现这样的高效率批量化生产,其必能拉动电动汽车电池行业的研究和发展。

参观完生产车间,课题组同学们来到了报告厅,聆听新能源车研发部门高级总监陈江红先生带来的精彩报告,他向同学们分享了新能源车的行业现状及上汽大众新能源的发展战略产品布局。从报告中得知,机动车无论如何改进,对环境的污染都是不可忽视的,因此,上汽大众已经有明确的计划对机动车的生产线进行改造,形成成熟的电动车的生产线,并在十年之内形成批量化生产。

接下来,作为校企双方的学术交流,8040com威尼斯娱乐场引导老师——助理教授刘巍、管晓飞分别分享了全固态锂金属电池的卓越性能和学术前沿的研究工作和燃料电池的发展和研究热点。刘巍老师从已有锂电池的结构改进和新电池的研发两个方面,先容了在实验室的研究中,如何提高电池的能量转化效率。在先容过程中,刘巍老师同时展示了结构模型和物质组成的示意图,激起了同学们浓厚的兴趣。报告结束后,同学们对工业生产方面很感兴趣,并和上汽大众的技术专家就减轻电池重量和增加电池性能展开了深入的交流。

挑战自我、“锂”创新高——再访上汽捷新

对于汽车生产有了整体概念后,第二天,锂电池课题组的同学实地参观了电池生产企业——位于嘉定的上汽捷新企业。车间内并没有想象中的嘈杂和脏乱,相反,电池车间相比于外界环境要更加干净、卫生,每个人都要穿着工作服才能进入,生产线上的年轻人拿着尺子仔细比对着组装的位置和尺寸,每个人都安安静静地做着自己的事情,丝毫不受外界的干扰。随着生产线上源源不断输送的组件,每个人都在分秒不停地工作,“供不应求”是同学们最直观的感受。捷新投产五年来都超额完成生产目标,虽然生产原料来源于美国,但是组装、切割均在工厂内完成。

随后,上汽捷新的负责人详细先容了企业近年来的发展情况。电池是电动汽车的核心,中国目前有487家电动汽车制造商,但捷新是中国为数不多的能够自主生产电动车电池的企业,其主要客户是比亚迪、上汽大众这类国产家用电动车制造企业和商务电动客车制造企业。同学们围绕未来的锂电池生产进行深入的提问,上汽捷新方面负责人也表示,未来受国家政策影响,可能近两年的生产量增长会有所放缓,但是,电动汽车的趋势是不会改变的。

走进实验室,领略前沿

在产业实践的尾声,大家走进实验室,来了解在锂离子电池研究的最前沿,科学家们都在做些什么。

首先,刘巍老师带大家参观的是化学实验室,一走进实验室,首先映入眼帘的就是各式各样用于锂离子电池制备的设备。它们有的很熟悉,有的却看起来十分陌生。刘巍老师按照实验室设施的摆放顺序,依次为大家先容了这些设备在实际制作锂电池中担当的角色。据了解,化学实验室内部大多数的仪器已经能做到国产化,但是就现在使用的试剂,许多还是依赖进口。在实验室中,大家看到了许多日常学生实验所无法接触到的设备,如球磨仪,静电纺丝机等等。在他们普通的外表下,是其高昂的制造价格以及对科学研究巨大的帮助,可见,前沿科学的发展离不开大量资金的投入。

在参观完化学实验室后,大家也参观了物理实验室。相比起场地较为开阔的化学实验室,物理间显得较为狭小,但是对于环境的要求也更加严苛,恒温恒湿的严苛环境,是锂电池性能测试所必须的。在几十台电池测试仪的工作声中,大家了解到,与化学实验室的各类仪器不同,现在许多的物理测试设备还在依赖外国进口,更加先进的实验设备才能保证实验结果的准确性,对此,大家希翼有朝一日,我国的实验设备也能像我国许多产业一样,做到世界一流水平。同样,大家也了解到,电池的制造,不只是各种材料的混合,也需要足够的物理常识,来支撑大家更好的分析电池性能的不足。

参观的最后,大家在实验室师兄的带领下,亲自在手套箱内封装了一枚锂电池,在电池点亮的LED灯的微弱光芒下,是锂离子电池产业在未来的无限可能。

不断突破,砥砺前行

锂电池对于未来的电动汽车行业有持续、深远的影响。虽然现阶段的锂电池还面临很多的挑战,无法完全满足消费者的需要,但这些问题也是企业、科研机构的机遇所在。同时,大家也应该再进一步讨论如何将产业实际与实验室理论相结合,实现锂电池的技术突破。

引导老师:刘巍

撰稿:刘静姝


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上汽大众陈江红总监先容新能源汽车发展

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封装电池