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動力鋰電池整體性能如何突破 細節很關鍵

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年11月30日  

近日,2016(第二屆)我國新能源汽車領袖峰會在北京隆重召開。在"后補貼時代的產業共融"主題之下,沃特瑪電池有限公司副總經理、研究院院長饒睦敏進行了精彩演講,介紹了動力鋰離子電池發展的情況。以下為饒睦敏在峰會上的演講:


沃特瑪電池有限公司副總經理、研究院院長饒睦敏


從第三方統計的2016年動力鋰離子電池發展大概情況來看,可以看出前幾大公司動力鋰離子電池的格局基本上已經確定。以沃特瑪為例,通過整條產業鏈的協同,使其在整個動力鋰離子電池中具有比較大的競爭優勢。其次,沃特瑪充分利用市場驅動力,商業模式的協同,快速的搶占市場。


由于動力鋰離子電池的發展,動力鋰離子電池相關標準也得到了完善,其中已經有的標準有84、85、86,還有電動汽車安全、技術條件規范等一系列的標準。后續制定的電池標準還將包括有關動力鋰離子電池的規范、編碼,及其安全性能,動力鋰離子電池回收等標準。在國家政策大力支持下,我國動力鋰離子電池得到了良好健康的發展。


十一月二十二日,工信部公布了《汽車動力鋰離子電池行業規范條件(2017)》征求意見稿,將動力鋰離子電池公司門檻大幅提高,其中要求鋰離子電池單體公司年產量從之前要求“不低于4億瓦時”調整至“不低于80億瓦時”。該規定一出,當即成為業界討論的熱點。


其次是對包括生產線的自動化規范,還有研發、研究能力,產品開發能力,還有品質能力保障等方面提出了相應的要求。


沃特瑪重要以生產磷酸鐵鋰離子電池為主,在追求生產高能量密度電池的同時,也考慮了電池工藝密度,因為能量密度與工藝密度本就是一個矛盾體。沃特瑪現在的整個電池包系統是100瓦時,當然,沃特瑪也有一個未來規劃藍圖,在未來幾年我們將會得到一個能源密度的提升。


整個電池能量密度的提高,應該是對整個材料體系的一個完善、匹配,包括對正極、負極,還有工藝結構的一個優化。沃特瑪在電池包方面,重要是通過整個系統的優化,以及對電池箱的標準化,96瓦時每公斤的電池箱,優化后可達到102瓦時每公斤。我覺得在磷酸鐵鋰離子電池方面我們可以發出一個挑戰,目前電池包系統能滿足來期存放,未來我們的電池包系統可以往滿足三期、四期、五期存放規格發展。


從材料體系來講,大家都認為鈦酸鋰離子電池安全一點,我覺得我們應該從整個材料體系,整個系統工程來考慮,而不能單純從某一材料去講它的安全性,或者能量密度。沃特瑪重要從倍率、工藝方面進行改善。從整個材料體系來看,一個是正極,另一個是負極。正極方面,我們現在有磷酸鐵鋰,還有小粒徑、高導電性,從正極方面解決高功率放電的特性;充電方面,負極材料起到了比較大的用途。大家關注的鈦酸鋰在快充方面表現非常完美,但是我們在石墨方面也取得了很大進步,包括在粒徑方面的改善,我們石墨也正在往快充方面發展。


隔膜方面,我個人認為隔膜在電池安全方面起著非常關鍵的用途。大家都說電池使用壽命是十年、二十年甚至是三十年,其實大家只關心某一方面的材料不是很完善的。因為鈦酸鋰離子電池能滿足30年,但是它使用的隔膜是高分子材料,會不會老化,在整個體系里面能不能保存30年呢?所以我覺得這是一個系統工程,不能單說磷酸鐵鋰離子電池、鈦酸鋰離子電池做30年,我認為不能以單一一個材料來評估電池的安全性及使用壽命,應該從材料體系的進步,找出來整個電池本質上的進步。假如僅從單一材料尋求進步,也不能推動整個電池性能的革命性突破。


根據《節能與新能源汽車技術路線圖》,從整個國家規劃2020年要做到單體350瓦每公斤,系統的話是250瓦時每公斤,到2025年是400瓦時,到2025年500瓦時,這是國家的發展戰略方向。


怎么去做?我覺得應該從目前的材料體系中來選擇,包括高電壓、負極硅碳、隔膜,還有一些其他輔件。從材料體系來講,無非是一個排列組合,也就是哪個配哪個。目前,我們能做300瓦時每公斤的動力鋰離子電池,這也是大家研究的熱點。


我個人認為不能單純追求高能量密度,因為所有電池的性能應該有幾十項,如電池使用壽命還有工藝特性等一系列的性能。高能量密度的發展是國家的發展戰略,但是從目前動力鋰離子電池的發展來看,在電池負極方面有很大的突破,正極材料方面也有一個很大突破,也就是整個材料體系同時突破,才會出現電池革命性的突破。


假如單純說硅碳非常好,要看正極還是負極。相對來說,整個體系該怎么分配,材料體系要怎么完善,只有整個體系的突破,才能導致整個動力鋰離子電池性能的突破。



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