“純電動(dòng)汽車動(dòng)力電池性能應(yīng)朝著續(xù)航里程大于600千米，快充能力達(dá)到10分鐘內(nèi)充滿80%電量，壽命大于15年，高低溫性能滿足零下40攝氏度到70攝氏度，具備安全預(yù)測(cè)功能，降低電池組高度以提高乘客乘坐舒適度等方向努力。”日前，孚能科技（贛州）有限公司董事長(zhǎng)王瑀在第四屆動(dòng)力電池應(yīng)用國(guó)際峰會(huì)上對(duì)未來(lái)動(dòng)力電池性能作出期望。
動(dòng)力電池研發(fā)應(yīng)與車緊密關(guān)聯(lián)
新能源汽車補(bǔ)貼政策即將退出，讓動(dòng)力電池企業(yè)跟著能量密度指標(biāo)“沖刺”的競(jìng)賽得到一定程度緩和。動(dòng)力電池企業(yè)終于可以松一口氣，沉下心來(lái)認(rèn)真思考未來(lái)的路該如何走。
會(huì)上，與會(huì)代表普遍認(rèn)為，動(dòng)力電池企業(yè)在進(jìn)行技術(shù)選擇和研發(fā)時(shí)，應(yīng)該密切與電動(dòng)汽車發(fā)展趨勢(shì)相結(jié)合，要抓住下游整車企業(yè)這一“上帝的手”。
“要通過(guò)從整車企業(yè)反饋過(guò)來(lái)的用戶需求，來(lái)指揮電池企業(yè)技術(shù)發(fā)展方向。”江蘇塔菲爾新能源科技股份有限公司副總經(jīng)理姚萬(wàn)浩在會(huì)上指出。
欣旺達(dá)電子股份有限公司副總裁兼欣旺達(dá)電動(dòng)汽車總裁梁銳表示，近幾年，我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)確實(shí)取得了較大的成績(jī)，但是電池的安全性、成本、部分產(chǎn)品質(zhì)量方面，離市場(chǎng)需求還有一段差距。
“目前國(guó)內(nèi)電池行業(yè)制造水平還處于三線水平，離工業(yè)級(jí)、車規(guī)級(jí)還有差距。具體表現(xiàn)為大部分企業(yè)產(chǎn)品的合格率很低，約90%左右，浪費(fèi)比較大。而日韓企業(yè)通常要比國(guó)內(nèi)企業(yè)高兩到三個(gè)百分點(diǎn)，甚至能夠達(dá)到95%以上。制造成本儼然成為造成電池成本高的最主要原因。”深圳吉陽(yáng)智能科技有限公司董事長(zhǎng)陽(yáng)如坤表示。
惠州億緯鋰能股份有限公司董事長(zhǎng)劉金成認(rèn)為，下一代的鋰電池技術(shù)要跟下一代的電動(dòng)車之間的密切關(guān)聯(lián)起來(lái)；下一代的電池人，應(yīng)該是汽車人，即要按照汽車的產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑去規(guī)劃行為方式，才能讓動(dòng)力電池行業(yè)健康發(fā)展。其中最關(guān)鍵的要求就是做到安全可靠。安全可靠是動(dòng)力電池的自然屬性。所謂自然屬性就是必須先具備的，電池必須先做到安全可靠才能用作動(dòng)力電池。
風(fēng)帆有限責(zé)任公司董事長(zhǎng)李勇對(duì)此持相同看法，他認(rèn)為，要在堅(jiān)守質(zhì)量底線的前提下，聚焦關(guān)鍵技術(shù)，尋求突破。
中國(guó)工程院院士吳鋒建議，電池企業(yè)應(yīng)聯(lián)合整車、材料、設(shè)備企業(yè)開發(fā)電池材料、生產(chǎn)工藝等，根據(jù)市場(chǎng)需求開發(fā)不同車型、配套不同電池產(chǎn)品，配置不同產(chǎn)能，提高產(chǎn)能利用率。
在安全前提下穩(wěn)步提升能量密度
新能源汽車發(fā)展即將進(jìn)入無(wú)補(bǔ)貼時(shí)代，雖說(shuō)一定程度對(duì)動(dòng)力電池的能量密度“松綁”了，但是這并不意味著動(dòng)力電池后續(xù)就停止了向更高能量密度目標(biāo)進(jìn)軍，而是應(yīng)該在確保安全和市場(chǎng)實(shí)際需求情況下，穩(wěn)步向能量密度更高峰攀登。
近年來(lái)，三元電池快速發(fā)展，部分產(chǎn)品能量密度超過(guò)300瓦時(shí)/千克；磷酸鐵鋰在高壓實(shí)硅碳負(fù)極方面取得進(jìn)展，能量密度可達(dá)200瓦時(shí)/千克。
吳鋒指出，未來(lái)，高比能鋰離子電池采用富鋰錳基材料，能量密度可突破400瓦時(shí)/千克，并且可突破單電子反應(yīng)的界限，變成多電子反應(yīng)。同時(shí)，固態(tài)電池也將成為今后的發(fā)展方向之一。
目前，提高動(dòng)力電池能量密度主要通過(guò)電池正極材料、負(fù)極材料的結(jié)構(gòu)調(diào)整或優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)，如正極材料從磷酸鐵鋰切換到三元材料。
香河昆侖化學(xué)制品有限公司技術(shù)部經(jīng)理孫春勝指出，即便是三元材料，為追求更高的能量密度，也已經(jīng)從NCM333過(guò)渡到NCM523，再逐步向NCM622、NCM811過(guò)渡。NCM811等高鎳材料對(duì)電解液、負(fù)極材料等也有著更高的技術(shù)要求。所以，提前進(jìn)行基礎(chǔ)性理論研究和創(chuàng)新就非常有必要。
為此，昆侖化學(xué)產(chǎn)品研發(fā)規(guī)劃主要圍繞液態(tài)電解液繼續(xù)深入，重點(diǎn)研發(fā)特殊鋰鹽以及添加劑，除此之外還將關(guān)注全固態(tài)電解質(zhì)的研發(fā)。
天津力神電池股份有限公司執(zhí)行副總裁兼研究院院長(zhǎng)周江則表示，高比能電池難點(diǎn)在于平衡。在動(dòng)力電池的關(guān)鍵指標(biāo)方面，比如能量窗口，要做到能量需求得到滿足，是0和1的選擇。
例如，對(duì)于高鎳材料而言，在高溫條件下進(jìn)行循環(huán)或者存儲(chǔ)，容易產(chǎn)生產(chǎn)氣和開裂等問(wèn)題，安全性也不足。而且對(duì)于硅材料來(lái)說(shuō)也容易產(chǎn)生膨脹等問(wèn)題，因此要在設(shè)計(jì)階段找到完美的平衡點(diǎn)。
提高能量密度和安全性還可以從新工藝上做文章。瑞浦能源有限公司副總裁侯敏介紹，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，瑞浦能源構(gòu)建了五水平四維度的安全矩陣圖，從材料、電池、模組、電池包、系統(tǒng)層級(jí)建立電特性、結(jié)構(gòu)特性、熱力學(xué)及電化學(xué)特性，可控性的安全設(shè)計(jì)原則及規(guī)范，有效指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)及開發(fā)。
并且采用行業(yè)領(lǐng)先的無(wú)臺(tái)階模切技術(shù)，有效提升了產(chǎn)品的比能量及安全性，通過(guò)引入界面固態(tài)化技術(shù)及低發(fā)熱量低阻抗技術(shù)，有效提升了產(chǎn)品的一致性及循環(huán)壽命。
