鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：815次 | 2018年07月24日
三元動力軟包能量密度躍進(jìn) 保證電芯安全性可靠性
補(bǔ)貼政策倒逼下，三元動力軟包能量密度相比去年有了明顯提升。
高工產(chǎn)研鋰電研究所(GGII)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，去年三元軟包電池企業(yè)批量供貨電芯單體比能量在180-210wh/kg，系統(tǒng)能量密度130-150wh/kg；今年批量供貨的三元軟包電芯單體比能量最低210wh/kg左右，個別企業(yè)單體比能量260wh/kg的電芯產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到量產(chǎn)水平，系統(tǒng)能量密度輕松過140wh/kg，甚至達(dá)到160-180wh/kg。
這些三元軟包電池企業(yè)提升能量密度的“通用”路徑是，通過材料的選取及工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化的方式來提升。
在材料選取方面，大部分企業(yè)對正極、負(fù)極材料的要求相對高一些，有的企業(yè)則選擇在集流體方面做一些改善；在工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化方面，通過極片的精細(xì)化設(shè)計(jì)和正負(fù)極生產(chǎn)工藝中做一些優(yōu)化的方式來提高能量密度。
冠城瑞閩電芯研發(fā)總監(jiān)楊允杰博士表示：“公司能量密度提升主要在材料選取方面，正極方面使用高壓622，負(fù)極材料采用高容高壓實(shí)，在隔膜、電解液、集流體等材料方面也有一些優(yōu)化。同時，在負(fù)極材料生產(chǎn)工序方面，通過控制造粒環(huán)節(jié)中負(fù)極顆粒的粒徑來提高比容量?！?/p>
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充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
雙登富朗特總工佘沛亮博士則透露：“公司的核心做法在于減重。比如在集流體方面用6um銅箔；在極片精細(xì)化設(shè)計(jì)方面，選擇偏向于厚極片的設(shè)計(jì)等；在正極材料選取方面，克容量相對高的供應(yīng)商將成為公司的首選?！?/p>
值得一提的是，目前國內(nèi)圓柱型811材料電池已經(jīng)基本解決了技術(shù)問題，部分量產(chǎn)的企業(yè)已經(jīng)配套車型陸續(xù)進(jìn)入推薦目錄。但在軟包電池應(yīng)用上目前爭議較大，還有些技術(shù)問題沒有解決，現(xiàn)在導(dǎo)入811對企業(yè)的挑戰(zhàn)還比較大。
三元軟包在導(dǎo)入811存在的問題主要有：①材料表面的殘堿含量相對于622、523等較大，對生產(chǎn)過程中水分的敏感性較高，在除濕過程中產(chǎn)生的能耗最大；②電池脹氣問題，一方面是由于表面殘堿導(dǎo)致的，另一方面是受生產(chǎn)過程中水分的影響；③安全問題。
不過，已經(jīng)有企業(yè)將高鎳811導(dǎo)入到軟包電池。包括遨優(yōu)動力、天勁股份在內(nèi)的NCM811軟包電池已經(jīng)通過國家強(qiáng)檢認(rèn)證，單體電芯比能量達(dá)260wh/kg。
遨優(yōu)動力研發(fā)總監(jiān)代東舉表示：“公司經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)，在材料體系搭配、選材及設(shè)計(jì)上、配方改進(jìn)等方面做了很多優(yōu)化，DOE出來此次高鎳產(chǎn)品?！?/p>
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標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
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天勁股份研究院院長王強(qiáng)博士則表示：“811導(dǎo)入三元軟包主要還是熱失控問題，公司在模組中通過灌封膠方式解決了熱擴(kuò)展問題；同時，公司通過隔膜工藝定制解決了單個電池失效時的連鎖反應(yīng)問題?！?/p>
而針對到2020年動力電池單體比能量達(dá)到300wh/kg、力爭實(shí)現(xiàn)350Wh/kg的國家政策目標(biāo)，軟包電池企業(yè)已經(jīng)有了明確的推出更高能量密度電芯產(chǎn)品的規(guī)劃。
其中，桑頓新能源2019年將推出300wh/kg、2020年350wh/kg的三元軟包產(chǎn)品；遨優(yōu)動力也表示，公司已經(jīng)在研發(fā)280wh/kg及300wh/kg的三元軟包電池；雙登富朗特介紹，公司實(shí)驗(yàn)室正在研發(fā)單體比能量276wh/kg電芯，預(yù)計(jì)2020年可以量產(chǎn)270wh/kg，系統(tǒng)能量密度190-200wh/kg左右，續(xù)航里程400-500公里。
在三元軟包能量密度快速提升的同時，專業(yè)人士提醒，想達(dá)到更高的能量密度要求，未來高鎳化將成為必然趨勢，而鎳的成分越高，對電池的安全性及可靠性的影響將加大，對電池的循環(huán)壽命也將產(chǎn)生影響。
對此，雙登富朗特總工佘沛亮博士給出建議，目前單純提高比能量風(fēng)險比較大，在穩(wěn)步提升能量密度的同時，應(yīng)保證電芯安全性、可靠性。
河南鋰動技術(shù)總監(jiān)蔡洪波也認(rèn)同上述觀點(diǎn)，他表示：“公司在高能量電池方面一直在儲備，技術(shù)路線相對穩(wěn)健，在提高能量密度的同時，保證電池的安全性及循環(huán)壽命是公司的首選?！?/p>
