在电池类型方面,根据中国汽车工业协会和前瞻产业研究院数据,2020年1-12月,三元锂电池共计装车38.9GWh,占比61.1%,累计下降4.1%;磷酸铁锂电池装机24.4GWh,占比38.3%,累计增长20.6%。
这些新设备中的一些使用商业上可用的、用布拉格光栅刻蚀的柔性光纤,布拉格光栅是一种用于反射特定波长并允许其他波长通过的滤光器,温度或压力的变化会改变可以通过光栅的光的波长。
中国汽车工业协会新统计数据显示,2020年12月中国动力电池装车量13GWh,同比增长33.4%,环比上升22.0%,继续保持增长趋势。其中,三元锂电池共计装车6GWh,同比增长24.9%,环比上升2.2%;磷酸铁锂电池共计装车6.9GWh,同比上升45.5%,环比上升46.0%,增速远超三元锂电池。
多年以来,Ahmed和他的团队一直在开发光子传感器,这是一种小型轻巧的设备,它们使用光信号来测量一系列质量,包括温度、压力和湿度。
更早的数据显示,在2018年,动力电池类型的总装机总量是6377MWh。其中,三元锂动力电池装机量达3086.5MWh,占比48.4%;磷酸铁锂动力电池装机量为2645.8MWh,占比41.49%。与2017年相比,磷酸铁锂电池占比份额由26%增至41.49%,而三元锂电池的占比比例则有所下降,从69%下降至48.4%。
研究人员说,根据他们的组织工程合作者的说法,新的光子传感器可以为正在研究的一系列生物系统,特别是心脏和骨细胞的生长提供有用的信息。
2018年磷酸铁锂的市场占比经历过一次大幅提升,一改三元锂主导的情况,2020年形势如出一辙,可否看作磷酸铁锂的再次回潮?
正在进行的工作表明,光子pH测量值精确到正负0.13个pH单位,并且至少稳定三周,比传统测量值长得多。
在市场和技术以及补贴政策的导向之下,具有寿命、成本、安全性优势的磷酸铁锂电池更多被平民车型、运营车型、商用车型所选;具有大容量、高能量密度、快充效率更高的三元锂离子电池多为中、车型所选。
“从字面上讲,我们可以打开和关闭两个激光指示器几分钟,看看是否可以将其变成pH计,而且我们能够证明它在从pH值4到pH值9或10很宽的范围内起作用。”
2020年以来,特斯拉Model3、比亚迪汉、五菱宏光MiniEV等多个爆款车型配备的是磷酸铁锂电池。以国产Model 3为例,在使用磷酸铁锂电池后,价格就下降了数万块。此外,小鹏P7也使用了磷酸铁锂电池,并有消息称,蔚来汽车也将配备磷酸铁锂电池,目前已与宁德时代达成相关合作。
为了使他们的光子器件适应pH值的测量,Ahmed和Hartings依靠科学上一个著名的概念:当物体吸收光时,吸收的能量“必定会流到某个地方”,Ahmed说,在许多情况下,能量转化为能量热。
该情况是否说明在新能源汽车竞争激烈的背景下,车企除了在智能化配置、自动驾驶等方面的角逐,已经将目光投向了整车成本,而电池价格会影响车企在未来市场中的胜率吗?
为了进行测量,研究人员将一种颜色的光(如红色)从上方照射到样品中。甘蓝汁根据其颜色不同程度地吸收了红光,其颜色取决于当时溶液的pH值。光子温度计光纤捕捉到果汁热量的这些细微变化,温度的变化会改变通过光纤布拉格光栅的波长。接下来,研究人员将第二种颜色的光(如绿色)照射到液体中,并重复这一过程。通过比较每种颜色的光产生多少热量,研究人员可以确定当时甘蓝汁的确切颜色,这告诉他们pH值。
对此,业内专家崔东树认为,电池类型对电动汽车尤其是车的价格影响不是很大,电池的价格占比不足30%,磷酸铁锂价格低25%,则总体才低6-8%。至于车会不会大规模采用磷酸铁锂电池,崔东树对车云菌表示,车型还是以高性能电池为主,磷酸铁锂电池的占比不会进一步加大很多。
不过电池企业在磷酸铁锂方面的动作倒不小。今年1月,宁德时代与德方纳米科技合作投建的年产8万吨磷酸铁锂项目,宣布项目选址四川省宜宾市江安县,总投资约18亿元,分两期建设,总建设周期36个月。
研究人员在培养皿中注入甘蓝汁溶液。将一根光纤被放置在培养皿上方,将其连接到激光指示器,并将光线照射到样品上。将第二根光纤物理地嵌入液体中,第二根光纤包含布拉格光栅,用作温度传感器。Ahmed的小组手动控制溶液的pH值。
另外,宁德时代还增资江西升华,以建设四川射洪市5万吨锂电正极材料项目。江西升华表示,增资所获得的款项全部用于江西升华在四川省射洪市新建年产5万吨新能源锂电正极材料项目,产品优先满足宁德时代的采购需求。
Ahmed说:“对于每个单独的光子,产生的热量都是非常小的能量。但是,如果有很多光子进入,并且有很多分子,那么热量就会发生明显的变化。”
为了证明这一点,科学家们使用了一种可响应pH值变化而变色的物质,这是许多人在生物课上可能记得的一种物质:红甘蓝果汁粉。甘蓝汁的颜色由深紫色变为浅粉色,这取决于溶液的酸度,这种颜色的变化可以被Ahmed的光子温度传感器捕捉到。
为了证明这一点,科学家们使用了一种可响应pH值变化而变色的物质,这是许多人在生物课上可能记得的一种物质:红甘蓝果汁粉。甘蓝汁的颜色由深紫色变为浅粉色,这取决于溶液的酸度,这种颜色的变化可以被Ahmed的光子温度传感器捕捉到。
2020年12月,宁德时代、比亚迪等增资湖南裕能。湖南裕能目前拥有磷酸铁锂产能3万吨,且其全资子公司2万吨生产线去年下半年已经投产。近期,宁德时代对磷酸铁锂的布局可见一斑,当然,世界第一大电池制造商对动力电池的投资也不止于此。