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EV Charging

2025年的电池趋势：什么在推动未来的能源？

Posted 22 11月 2024 by Jessica Sundberg, Market Product Manager – ePower, Storage & Clean Energy

电动汽车（EV）革命已经全面展开。近年来，电动汽车从小众市场的颠覆者转变为主流交通工具，全球各大汽车制造商在电动化方面进行了大量投资。随着电动出行的普及加速，关注点正从早期的转型转向微调将塑造下一代电池的技术。随着2025年的临近，在回收、设计、安全性和电池化学方面的进步不仅将提升电动汽车的效率和可持续发展性，还将重新定义能源存储的边界。让我们来探索推动这一持续转变的趋势。

趋势一：回收和再利用

随着数百万电动汽车上路，人们的注意力正转向这些车辆在生命周期结束时会发生什么。可持续发展已成为焦点，回收预计将成为电池技术的最大增长领域之一。

  • 按需去粘技术助力再利用

    电池回收的一项关键创新是“按需去粘”技术。这一尖端解决方案使制造商能够轻松拆解电池组。将电池单元粘合在一起的胶粘剂在需要时可以通过各种触发方法逆转，从而更容易分离和回收材料。电池单元一旦去粘，可以重新用于其他应用，如电池储能系统（BESS）。这在回收过程中减少了能源和废物，实现了更可持续的循环经济。

  • 可持续发展

    电池制造商正要求供应商采取更可持续的做法，推动环保的采购和生产方法。供应商现在需要采用更清洁的关键材料提取过程，如锂和钴，以尽量减少环境危害。此外，对生物基材料作为传统石油基组件替代品的兴趣日益增长。这些可再生资源正被用于从粘合剂到电解质的各个方面，提供了一种更环保的方法。

  • 原材料再利用

    除了回收用于新电池外，对从废旧电池中提取有价值的原材料用于其他行业的兴趣也在增加。锂、钴和镍等金属可以从废旧电池单元中提取，并在各种应用中重新使用，从电子产品和可再生能源系统到航空航天组件。这种方法不仅减少了对新开采材料的需求，还支持了更加多样化和有弹性的供应链。到2025年，我们预计这些再利用实践将获得动能，进一步强化可持续发展循环，并扩展电池回收的价值主张，不仅限于能源存储。

趋势二：电池包设计——从单元到包和从单元到底盘

电池包的设计变得更加高效和简洁，两项创新——从单元到包和从单元到底盘——正引领这一潮流。

  • 更便宜的电池包和较低的重量

    传统上，电池是通过将单个电池单元组装成模块，然后将这些模块组合成电池包来制造的。但从单元到包的设计去除了模块层，直接将电池单元打包成更大的电池单元。这样减少了整体重量并降低了生产成本。没有额外的模块结构，制造商可以制造更轻更紧凑的电池。

  • 更高的能量密度

    从单元到底盘的设计更进一步，将电池直接集成到车辆结构中。这节省了空间和重量，提高了能量密度和车辆续航里程。效率的提高使电动汽车更具成本效益和吸引力，进一步加速了电动汽车的普及。

趋势三：电池包安全

随着电池变得更强大，安全性成为首要任务。电池包的热管理不断改进，以防止过热、热失控和危险的电池火灾。

我们可以期待看到更多先进的监控系统嵌入到电池包中，能够在潜在危险升级之前检测并中和它们。防火胶粘剂、热屏障和改进的冷却系统等创新将在确保电池包在极端条件下仍然安全方面发挥重要作用。

  • 材料创新

    对改进电池安全性的推动正在驱动显著的材料创新。先进材料正在开发中，以增强电池包的热稳定性和防火性能。例如，新的防火胶粘剂和膨胀涂层在高温下膨胀并形成保护屏障，有助于防止火灾在电池包内蔓延。这些创新不仅保护免受过热和热失控的影响，还提高了电池包的整体寿命和效率。

  • 监管行动

    随着电池技术的发展，全球的监管机构正在实施更严格的安全标准。例如，《联合国测试和标准手册》第三部分，第38.3小节为锂电池设置了全球安全测试协议。这些测试评估电池在极端温度、冲击和撞击等条件下的抵抗力，以防止运输中的风险。在欧洲，正在修订的《欧盟电池指令》包含了新的条款，以应对电池安全问题，要求对在欧盟销售的所有电池进行更严格的生命周期评估和防火测试。此外，根据《联合国第100号条例》，电动汽车的电池包必须进行碰撞安全测试和热传播测试，以确保单个电池单元的故障不会导致整个电池包的灾难性热事件。

在美国，国家公路交通安全管理局（NHTSA）也在制定新的标准，以提高电动汽车电池的安全性，重点是碰撞安全性和热失控预防。SAE J2464标准是另一个关键法规，概述了电池的滥用测试，要求它们在过充电、短路和火灾暴露等极端条件下保持不失效。这些监管行动推动制造商在整个电池生命周期内优先考虑安全创新。

趋势四：超越锂离子的电池化学

虽然锂离子电池目前主导电动汽车市场，但随着我们进入未来，将见证替代化学成分的兴起，这些化学成分有望革新能源存储。

  • 固态电池

    固态电池是最受期待的突破之一。这些电池用固体材料代替液体电解质，增强了安全性和能量密度。固态技术允许更快的充电、更高的容量和更长的电池寿命。尽管固态电池的商业应用推出速度较慢，但到2025年的进展可能会推动这一技术进入主流应用，特别是在高性能电动汽车中。

  • 超越锂

    除了固态电池外，钠离子和锂硫电池等化学成分也在获得关注。由于其丰富性和在较低成本下更高能量密度的潜力，这些替代品具有吸引力。由于供应限制、地理集中、提取挑战和需求增加，替代化学成分可能提供更可扩展和可持续的电池生产路径。

趋势五：更快的充电

电动汽车车主的主要痛点之一是充电时间。但随着技术进步，充电速度预计到2025年将显著提高。

我们已经看到向更高电压电池系统的转变——800V系统变得越来越普遍，而传统的400V系统相比之下较少见。更高的电压水平在不损害电池健康的情况下实现更快的充电时间。随着基础设施的不断发展，能够在几分钟内完成充电的快速充电站可能成为新常态，显著增强电动汽车的吸引力。

趋势六：不断变化的监管环境

政府法规也在塑造电池技术的未来，重点是可持续性、安全性和性能。到2025年，监管框架可能会对电池生产、回收和生命周期管理施加更严格的标准。

欧盟的《电池指令》现在包括更严格的回收配额和采购透明度要求。在中国，新法规旨在提高电池的可追溯性和环境影响，而美国政府通过《通货膨胀减少法》引入了促进国内电池生产的激励措施。到2025年，这些法规将推动行业向更环保、更安全的电池发展，并在全球范围内对制造、运输和回收进行更严格的监督。

能源的未来

在整个2025年，电池行业将继续响应技术进步、消费者需求和监管压力而发展。从回收创新和新电池设计到更快的充电和更安全的电池包，能源存储的未来光明。这些趋势不仅将塑造电动汽车的格局，还将推动更可持续的电气化世界。

随着电池变得更强大、成本更低和更可持续，它们将在全球向清洁能源过渡中发挥更大作用，推动移动和可再生能源存储的未来。

我们在H.B. Fuller的团队热衷于创造一个更绿色的未来，并帮助我们的客户应对这些变化。要了解我们的产品或与我们的团队成员联系，请通过[email protected]联系我们。

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