Новости

May 30, 2023

Композиты способствуют уменьшению веса аккумуляторов электромобилей

Стивен Мур | 15 мая 2023 г. · Электромобили (EV) производят очень разные

Стивен Мур | 15 мая 2023 г.

Электромобили (EV) требуют совсем других материалов, чем автомобили с двигателями внутреннего сгорания (ICE). В условиях продолжающихся перебоев в цепочках поставок и быстрого развития аккумуляторных технологий материалы, которые будут востребованы в ближайшие годы, будут значительно различаться. IDTechEx только что опубликовала отчет «Материалы для аккумуляторных элементов и блоков электромобилей на 2023-2033 годы», в котором глубоко погружается в химию аккумуляторов, плотность энергии и эволюцию конструкции, чтобы определить спрос на 27 различных материалов в период с 2021 по 2033 год. такие рынки, как электромобили, автобусы, грузовики, фургоны, двухколесные, трехколесные транспортные средства и микроавтомобили.

Несмотря на тенденцию к увеличению плотности энергии и меньшему использованию материалов на транспортное средство, благодаря быстро растущему рынку электромобилей, прогнозируется, что спрос на материалы для аккумуляторов электромобилей вырастет более чем в 12 раз, при этом совокупный годовой темп роста рыночной стоимости составит 26% в период с 2022 года. и 2033.

Хотя увеличение плотности энергии аккумуляторных элементов имеет решающее значение, конструкция аккумуляторного блока в целом также представляет собой отличный путь для улучшения плотности энергии аккумулятора. Ключом к снижению веса является использование композитов и полимеров вместо традиционных алюминия и стали.

Большая часть конструкции батареи в настоящее время изготавливается из алюминия, но во многих конструкциях используются композитные крышки корпуса для уменьшения веса и формирования более сложных форм. Существует стремление к созданию корпусов для батарей из нескольких материалов, чтобы объединить преимущества доступных материалов. Ключевым моментом при выборе корпусов из композитных или полимерных материалов является экранирование от электромагнитных помех (ЭМП) и противопожарная защита; это можно добавить позже или интегрировать в сам материал.

Управление температурным режимом имеет решающее значение для поддержания оптимальной рабочей температуры элементов и требует таких компонентов, как охлаждающие пластины и шланги для охлаждающей жидкости. Материалы термоинтерфейса необходимы для облегчения теплопередачи между ячейками и охлаждающей структурой. Для предотвращения распространения тепловых выбросов между элементами и за пределы аккумуляторной батареи необходимы пассивные противопожарные материалы. Интеграция этих материалов и компонентов терморегулирования становится проще, особенно с внедрением конструкции «ячейка-пакет», но останется критически важными эксплуатационными компонентами с растущим спросом. Пластмассы, такие как полиамиды, играют ключевую роль в этих системах охлаждения.

Промышленность также постепенно сокращала количество материалов, используемых для упаковки элементов, увеличивая соотношение веса и объема упаковки, приходящееся на элементы. Шаговым изменением в этом отношении является внедрение конструкции «ячейка-пакет», при которой модульная конструкция устраняется в пользу упаковки всех ячеек непосредственно вместе. Несмотря на сокращение количества материалов, которое это вызывает, быстрый рост рынка электромобилей означает, что многие материалы, используемые в аккумуляторных батареях, будут пользоваться повышенным спросом.

В отчете IDTechEx прогнозируются материалы, используемые в элементах и ​​упаковках, включая алюминий, сталь, медь, литий, кобальт, никель, марганец, электролит, железо, фосфор, связующие вещества, оболочки, технический углерод, кремний, сепараторы, углеродные нанотрубки, углеродное волокно. армированные пластмассы, стеклопластики, термоинтерфейсные материалы, противопожарные материалы, электроизоляция, холодные пластины и шланги охлаждающей жидкости.

Дополнительная информация о текстовых форматах