各地出現不同程度的寒潮雨雪天氣,給新能源汽車帶來大考。
在此天氣狀況下,新能源汽車電池在冬天尤其在北方可能會發生續航衰減的情況,導致電池性能下降、零件機械性損失、行駛阻力變大等情況出現。 如何提高新能源汽車續航能力一直以來都是汽車品牌商關注的焦點。除了改進電池技術、快速充電技術、優化空氣動力學等方面,輕量化材料設計同樣尤為重要,輕質塑料材料可以降低整車質量,減小電池的負擔,從而提高續航能力。 與此同時,高效性能電池隔膜可以減少內阻,提高能量傳遞效率,從而增加電池的能量密度,使車輛能夠獲得更多的續航里程。
世界鋁業協會報告指出,作為純電動汽車的核心部件,電池包質量一般占整車質量的30%~40%,對純電動汽車而言,整車質量下降10%,可減少5.5%的電能損耗,同時增加5.5%的續航里程。 旭化成(Asahi Kasei)公司目前開發一種新型連續玻璃纖維增強熱塑性材料LENCEN,可用于電動汽車的電池蓋上,并在今年Fakuma 2023上首次展示。這種復合材料由連續玻璃纖維織物與聚酰胺66 (PA66) 薄膜堆疊而成。由于具有良好的拉伸強度、高耐熱性和類似金屬的沖擊性能,該材料提高了電動汽車電池的碰撞安全性并減輕了重量,提高了續航能力。
旭化成LENCEN PA66 連續玻璃纖維增強熱塑性材料制成的電池蓋。
旭化成的碳纖維增強熱塑性單向膠帶(CFRTP-UD膠帶),可用于汽車框架,采用了回收后的連續碳纖維和旭化成的LEONA聚酰胺樹脂。碳纖維增強熱塑性單向膠帶同樣有助于汽車框架和車身重量的減輕。
朗盛公司(Lanxess)與全球知名混合動力/純電動系統供應商Kautex Textron聯合開發一款用于中型電動汽車的電池外殼。

朗盛聚酰胺6化合物Durethan B24CMH2.0模塑料用于制造電池殼。(圖源:朗盛)
該電池殼采用模壓成型工藝制造,使用朗盛聚酰胺6化合物Durethan B24CMH2.0的模塑料,在碰撞關鍵區域使用連續纖維增強聚酰胺6(Tepex dynalite 102-RGUD600 )進行特殊加固。 與鋁制的電池外殼相比,復合材料版本的電池外殼實現減重約10%,同時大部分結構由塑料直接成型,大大減少部件中裝配零件的數量,簡化了組裝和物流工作,降低了制造成本。
埃克森美孚(EXXONMOBIL)新型Achieve™ Advanced PP8285E1 PP抗沖共聚物 (ICP),可以幫助汽車設計性能良好的大型、重量更輕的內飾板。

埃克森美孚新型PP抗沖共聚物(ICP)為汽車減重。(圖源:埃克森美孚)
與復合聚丙烯材料相比,ICP密度較低(復合聚丙烯材料的密度為 0.90),因此與汽車內飾的化合物相比重量更輕,成本效益更高。此外,該材料還具有優異的耐磨損性和抗沖擊力。 ??松梨诋a品開發人員Brian Dujardin表示,將電動汽車4磅重的門板的復合聚丙烯材料改用這種ICP,每輛車總共可減輕約1.5磅的重量,每100,000輛汽車減重150,000磅,對于電動汽車而言,可以大大提高續航能力。
日本東麗工業公司(Toray Industries)制造了一種離子導電聚合物薄膜,可用于鋰空氣電池。這種薄膜可用作電池隔膜,有助于提高電池的安全性和壽命,并延長電動汽車的續航里程。

日本東麗工業公司制造一種離子導電聚合物薄膜。(圖源:東麗)
比起傳統鋰離子電池,鋰空氣電池更輕,理論上能量密度高出10倍,能夠增加電動汽車的續航里程。這類電池中常用的是微孔隔膜。 東麗公司設計出一種可以實現鋰離子跳躍(指傳導時鋰離子在相鄰位點之間躍遷)的聚合物,并利用高耐熱芳綸聚合物分子來制造鋰鹽化合物。這種高導電性使電池能夠在薄膜無孔的情況下工作,電池在充放電循環中能更加穩定運行,減少續航衰減情況。
塞拉尼斯開發GUR® UHMW-PE(超高分子量聚乙烯)可用于制造高能量密度,適合快速充電的鋰離子電池。
相較于其他大多數聚合物,GUR® UHMW-PE聚合物鏈要長得多,因此其穿刺強度極高。穿刺強度是隔膜至關重要的一項性能,因為電池的安全性取決于隔膜所提供的絕緣性。
塞拉尼斯開發超高分子量聚乙烯可用于制造高能量密度鋰離子電池。(圖源:塞拉尼斯)
憑借高強度特性,GUR® UHMW-PE制造的隔膜不僅更薄,且其穿刺強度也不受任何影響。隔膜更薄意味著它們在鋰離子電芯中所需要的占用空間更小,因此可以實現更高的能量密度,并最終提升電動汽車的續航能力。 此外,GUR® UHMW-PE制成的隔膜具有更復雜的孔隙結構,可以延長鋰離子電芯的使用壽命。