对新技术的需求应对空气污染越来越多。管理机构在全球范围内越来越多的寻找整体技术能够减少温室气体排放,并提供更清洁的空气。电池电动汽车(BEV)技术是一种正在研究的许多方法来满足这些目标并提供一个更少污染的未来。和约翰逊(JM),一个全球领先的应用科学使世界更清洁和更健康,创造创新的解决方案来满足这个需求扩张。
推动更清洁的空气
清晰的空气质量与人体健康之间的联系已经创建了一个需求创新的解决方案来减少大气污染。在城市地区的空气影响更因为污染物包括二氧化硫,一氧化碳,未燃尽的碳氢化合物和氮氧化物可以构建有毒水平,导致严重的健康问题。
长期暴露于空气污染是目前最大的环境威胁人类健康。据估计导致在英国每年有40000人死亡。交通运输业是一个温室气体和空气污染的主要来源。欧盟,据估计为温室气体排放总量的25%。高比例意味着大量的注意力放在打击排放在这个部门,权力和重点是开发新技术的车辆。
许多政府认为电动车(电动汽车)的关键新兴技术与温室气体的排放。越来越多的国家采用电动汽车引入政策支持,包括需求方补贴和供应方面的义务。
估计有三分之一的公路车辆使用其催化转换器,JM建立对公众带来清洁空气技术
此外,许多国家都低排放区(被称为清洁空气区在英国),销售完全由内燃机驱动的汽车是由一些被淘汰的。通过促进低排放汽车和技术,我们可以创建大规模排放和空气质量效益。JM有超过200年的科技创新的经验。估计有三分之一的公路车辆使用JM催化转换器,JM建立对公众带来清洁空气技术。今天,JM其研发活动集中于创造一个更清洁的未来面临的挑战和解决汽车行业总体目标增加电动汽车使用。
新设备:替代动力系统
面对不断变化的政府监管和新颖的技术,消费者和商业船队运营商开始考虑用电动车代替传统汽车。中有许多有前途的技术部门,由不同来源的。这些包括;插入式混合动力电动汽车,充分电池驱动的电动汽车(成为)和燃料电池电动汽车(FCEVs),由氢。(见替代动力系统:引擎盖下面是什么?下面的框)
而不是一个放之四海而皆准的方法,不同类型最适合不同的应用。远程运输或长途旅行,电池驱动的汽车是有限的能量密度、尺寸、重量和电池组的成本。在这些情况下,氢动力FCEVs提供了一个可行的选择由于高能源储存和权力的能力。燃料电池也比电池同行快加油。电池驱动的汽车相比,这可能需要一个小时充电,现代燃料电池可以在几分钟内加油。
电池驱动的汽车是一个优势是在日常通勤等旅行和其他短期和中期的旅行距离。电池驱动的汽车提供很多好处包括较低的运行成本和较低的排放。由于这些优势,他们是一个有前途的技术,降低交通部门对环境的影响,很容易被采用政府改善当地的交通选择。
了解电池电动汽车未来的重要性,JM看到了需要开发新材料
然而,仍有许多障碍广泛采用的电动汽车。基础设施是一个关键问题,更多的公共充电站需要在城市地区支持他们用于上下班。关键是那些不能收取他们的车辆在家里由于缺乏小巷的停车场,例如。此外,当前的材料不能满足消费者需求的属性如车辆范围、充电速度和初始投资成本。了解电池的未来消费旅游的重要性和清洁空气,JM看到需要开发新材料能够克服现有材料的缺点。
在清洁空气解决方案,结合几十年的专业JM发达eLNO电池的阴极材料技术。这种技术提供了一个阶跃变化在高能量性能与现代电池材料相比,除了提供改进的性能和成本。
替代动力系统:引擎盖下面是什么?
车辆的使用更清洁、更环保手段越来越受欢迎由于减少排气尾管排放,可大大改善当地的空气质量。此外,当搭配降低碳强度的电网发电和碳捕获,利用率和存储技术,他们可以接近有限公司2随着时间的推移无。
混合动力电动汽车(HEV)——由传统内燃机由一个电动马达。这些车辆配备小型电池充电通过再生制动技术,接受在刹车失去动能,将其转换为电能。戊肝病毒平衡使用内燃机和电动机时基于效率。低速时期——像在拥挤的交通车辆吸引了电动机的功率。然而,在高速巡航时——比如在高速公路上——一个内燃机效率更高,所以它。电动机和冰可以结合,例如在沉重的加速度在串联工作时增加电力供应的轮子。
插电式混合动力电动汽车(PHEV)——类似于戊肝病毒,但收取的电池外部堵塞车辆电池向电网。通常,这些车辆有更大的电池和储能能力增加。因此他们有一个更大的零排放练习场。
电池电动汽车(BEV)——这些车辆是完全由电池驱动的电动马达。电池充电用网格和制动再生。
燃料电池电动汽车(FCEV)——动力使用高效的燃料电池催化剂存储在车辆产生电能通过氢燃料和空气中的氧气反应。燃料电池汽车也配备电池(或其他能源存储设备)再生制动和提供的一些瞬态加速所需电力。
进化的电池
几十年来,锂离子电池成为现代电子产品的支柱。他们的家庭和便携式产品,包括手机和心脏起搏器。对于每个应用程序,必须优化电池材料合成提供最佳性能。所有的锂离子电池都可以分为两个部分。第一个-称为阳极是一个负电极通常由石墨制成的。第二个——被称为阴极是正极,可以用各种材料建造的。
很多的研究都集中在优化阴极材料,目前许多不同的成分。锂钴氧化物(LCO)阴极材料在家庭设备和家电非常普遍,由于其更大的能量和生命周期特点与前任相比镍氢技术。然而,LCO并不能够满足所需的性能要求使用在电动汽车——这些应用程序需要更多的能源和可用至少10年汽车寿命。此外,钴的有限的可用性使这个电池技术对电动汽车昂贵和不那么可行的选择。
最常见的电池类型传输应用程序lithium-manganese-spinel锂-铁磷酸盐、lithium-nickel-cobalt-aluminium和镍钴锰酸锂(NMC)——按时间顺序列出发表文献中第一次看到。
从历史上看,这些材料的配方开发裁缝能量密度等因素,电力,安全,温度耐力、循环寿命和成本到特定的应用程序。例如,电池驱动电机在混合动力汽车不断地充电通过再生制动技术,接受在刹车失去动能,将其转换为电能。因此,高功率密度、充电时间短和长循环寿命是关键要求这些车辆的电池能量密度恒定的充电使不那么重要了。
强调供应链挑战严重依赖钴电池的可行性
相反,纯电池电动车需要电池能量密度高,汽车不再是辅助的汽油或柴油发动机。高循环寿命也需要允许车辆运营里程接近传统汽车充电之前的时间。电池电动公交车也有类似的需求,但可以容纳相当大的电池导致减少需要高能量密度的水平。
这些历史性的配方中使用的一个关键元素是钴、提供安全在目前的锂离子电池技术和热疲劳。然而,有限的电池的可行性并强调供应链挑战严重依赖于这种金属,迫使low-cobalt阴极材料的必要性。
电池电动汽车的未来
解决行业的挑战和满足消费者的需求,JM科学家正在努力开发下一代电池阴极材料。利用他们的专业知识在材料开发和制造,他们有多年的理解适用于创建一个材料组成,提供了市场需求优势。
JM eLNO材料提供了一个提高20 - 25%的能量密度
JM eLNO阴极材料是一种特殊的混合优化属性的元素必不可少的工具。最重要的是能量密度,可直接转换为一个汽车的范围。相比,当前的市场领袖(NMC 622 -镍、锰和钴的比率6:2:2),JM eLNO材料提供了一个提高20 - 25%的能量密度。此外,eLNO材料拥有较长的循环寿命,电池再充电。
相结合,这就意味着电池动力汽车使用eLNO阴极材料可以旅行更远的距离之前需要停止充电。此外,JM一直致力于减少钴的总量需要的电池材料,帮助降低成本,使电池汽车更便宜。
除了锂离子,研究新的电池阴极技术集中在新型锂材料。这些先进的技术可以提供电池科学的巨大优势。但很多技术阶段,必须克服重大挑战之前可以商业化。
预计6 - 7%的汽车将在2025年电池驱动。支持这一推出,并鼓励他们采用,增加电池材料的研发是至关重要的。工作了40年发展中尾气催化剂产品,帮助世界的空气滤清器,JM致力于开发下一代电池材料,使延长行驶里程,降低总拥有成本。
Johnson Matthey eLNO是一个注册商标的集团公司
Johnson Matthey我们的愿景是为一个更清洁和更健康的世界。我们的科学家每天工作开发创新产品,提供更清洁的空气,改善健康和使更有效地使用自然资源。作为一个全球领先的可持续的技术,我们的工作与我们的客户在市场从制药和医疗汽车、工业和化工生产,优化流程,提高效率。我们的解决方案继续发展与我们这个时代的变化要求我们建立一个更干净、更健康的应对新挑战未来的世代。
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