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电池续航专利来了,电动车跑得更远!-大地彩票官网下载,大地彩票网官方网站

时间:2022-07-27 22:18:30

信息摘要:

大地彩票官网下载,大地彩票网官方网站从200公里到400公里,再到600公里甚至更长,人们对电动汽车的续航里程情有独钟。续航是影响人们购买电动汽车的因素之一,也是制约其广泛推广的主要因素。续航里程的提升主要体现在动力电池、电池管理系统和整车能量管理技术三个技术分支上。

大地彩票官网下载,大地彩票网官方网站课题组通过专利检索发现,近10年来,与动力电池相关的专利申请数量快速增长,是电池寿命技术研究的重点。其中,我国创新主体提交的专利申请数量最多;与电池管理系统相关的专利申请数量位居第二,其中电池与热管理相关的专利申请比例远远超过与电池放电平衡相关的专利申请,这是影响续航里程的关键技术。在动力电池领域,对续航里程影响最大的因素是正极材料技术和电池组技术。在正极材料方面,多组分正极材料是能量密度最高的正极材料类型,相关专利申请较多。在锂资源匮乏的情况下,钠离子正极材料正成为研究热点。

大地彩票官网下载,大地彩票网官方网站热点多元化,行业竞争激烈

大地彩票官网下载,大地彩票网官方网站课题组重点研究了影响电动汽车续航里程的多项关键技术,即动力电池分支中的多元正极材料技术、钠离子正极材料技术、动力电池包技术和电池中的电池热管理技术。管理体系分部,结合行业趋势进行重点分析,分析“卡脖子”三元正极材料和新兴钠离子正极材料的核心专利和外围专利布局。

在多元正极材料方面,日本、韩国的专利布局较早,而欧美拥有自己的核心专利,技术相对成熟。相对而言,中国起步较晚,但近年来与国外的技术差距一直在缩小。目前,中日韩在多元正极材料领域已形成三足鼎立的局面,国内企业竞争激烈。特别是高镍低钴和四元NCMA(即正极采用镍、钴、锰、铝四种金属材料)已成为多材料材料的发展趋势。 NCMA专利技术主要通过改进制备方法和元素掺杂来提高其容量和容量。循环稳定性。

在钠离子正极材料方面,全球专利布局起步较晚。 2010年以来呈现快速发展态势,中国、日本和美国是重要的技术来源国。在聚阴离子化合物方面,中国相关企业没有足够的竞争优势;在钠过渡金属氧化物方面,英国法拉第和中国中科海纳处于行业领先地位;在普鲁士蓝化合物方面,中国的宁德时代和美国的纳创能源具有优势。

聚阴离子化合物和普鲁士蓝化合物的研究重点在于制备方法和改性方法,但技术路线不同。普鲁士蓝化合物的技术路线已从最初的单元素金属氧化物逐渐发展到二元及更多元素,最佳元素配比和掺杂元素仍在探​​索中。铜-铁-锰基氧化物有望在工业上得到应用。

目前,三种钠离子正极材料的容量都可以达到80mAh/g到290mAh/g之间。聚阴离子化合物的容量相对较低,而层状氧化物显示出高容量。普鲁士蓝化合物的容量与市面上先进的磷酸铁锂电池和几年前的三元锂电池基本不相上下。过渡金属氧化物和普鲁士蓝化合物更有希望。

发展迅速,仍有研发空间

电池电芯技术相关专利的年度专利申请量自2009年以来大幅增长,前期以日本和美国为首。我国虽然起步较晚,但发展迅速。 2016年后,专利申请量达到世界第一。 2016年以来,群结构技术专利申请量快速增长,国内领先企业布局较早,专利申请量占全球的70%。该领域的国外专利大部分位于欧洲,其次是美国、日本和韩国。

在动力电池包结构优化方面,中国具有领先优势。动力电池组模组的设计基于电池的外形,技术路线并不独特。模块领导者倾向于基于成本考虑建立标准。在电芯方面,德国提出“标准电芯”概念,降低电芯生产成本,促进产业产能升级。

动力电池组大模组/无模组技术主要集中在方壳或圆柱电芯。无模组(CTP)技术将方壳电池片置于侧面,便于沿Z方向堆叠电池,对生产线的改动极小。刀片电池技术将方壳电芯制成细长结构,同时提高电池寿命和安全性能,散热好,成本低。参数和侧冷技术的全面优化。圆柱电池向无极大电芯迈进,加大直径和高度,配合大极耳提高内部散热,集成灌胶封装,减少结构件和生产工艺的使用。大型圆柱电池技术改造的难点在于内部热控制和电芯之间的热隔离。

电池热管理紧跟动力电池组的发展。 2016年,电池热管理相关专利申请量快速增长。全球前10名申请者中,中国占了半壁江山,竞争相当激烈。在风冷和液冷的技术分支中,全球排名靠前的申请者都是国外的行业巨头。在相变材料技术分会,中国企业占据全球前五名申请者中的四家,在技术研发投入方面具有优势。

此外,热管理技术适应动力电池形态,行业重点企业发展路线类似。液冷因其经济性好、效果好而成为主流趋势。由于相变材料在效果方面更有前景,因此受到高度关注,技术不断更新,商业化进程也可期。值得一提的是,大模组/非模组的发热更加集中,电池的散热也从模组的外部散热或者简单的液冷板设置转变为更加注重模组的散热。内部细胞。 CTP技术和刀片电池都位于电池之间。设置散热管,Z-stacked CTP技术采用侧面散热,圆柱电池采用“扇形管”散热,更好的适应形状。

进一步分析表明,方形电池和圆柱形电池所用的相变材料专利申请比例接近,表现出良好的形状适应性。对于圆柱形电池,液冷和风冷的优势更加明显。相变材料的技术研发热点集中在通过复合方法提高平均温度和导热系数。热点技术布局全面,涵盖电芯间、模组外和电池组结构的流水线布局改进。企业和科研院所的技术成熟度较高,但由于存在体积小、重量轻、防渗漏、低温应用等诸多技术空白,仍有研发空间。微小型热管技术虽然具有导热性好、温度均匀性好、体积小、重量轻等明显优势,但其专利申请却很少。

专利布局多渠道并行优化

在该行业中,专利转让和交叉许可十分频繁。美国ANL和3M拥有富锂和常规NCM材料的核心专利。核心专利和周边专利布局全面。国内企业面临“卡脖子”问题。走在整个行业的前列。中国企业拥有铜铁锰基钠离子正极材料核心专利。核心专利已在美国、日本、韩国和欧洲提交专利申请,并已获得授权。核心专利布局及其周边专利布局全面。

综上所述,课题组建议我国创新主体未来可拓展钠离子正极材料和组团结构优势,探索钠离子正极材料与方壳超长电池无组件技术相结合,并开展综合专利。布局,重点解决当前热点技术存在的问题,重点研究技术空白点。此外,紧跟龙头企业发展方向,多条路线并行,优化布局,加强钠离子正极材料和相变材料领域的深度产学研合作,深化全面合作在电动汽车产业链上,提高应对能力,加强全球专利布局,防范侵权风险。 (国家知识产权局专利分析推广推广项目电动汽车续航技术专利分析研究组)

(编辑:颜茹)

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