鉅大LARGE | 點擊量:1048次 | 2020年01月16日
LFP電芯比能量有望突破200wh/kg
2019年新能源汽車起火爆炸事故接連不斷,中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)面臨極大的威脅和挑戰(zhàn)。
電動汽車最大的安全風(fēng)險項是電池,主要基于以下3個方面:材料選擇、電芯設(shè)計和成組技術(shù)與被動安全。從今年統(tǒng)計的新能源汽車起火事故事因來看,電動車靜置自燃所占比例最高,其次為充電自燃、行駛中自燃和碰撞起火爆炸等。
12月16日,利元亨·2019年高工鋰電&電動車年會在深圳機(jī)場凱悅酒店舉行。在下午的乘用車三電專場:電動化平臺下的三電升級專場上,國軒高科高級副總裁、工程研究總院常務(wù)副院長徐興無發(fā)表“鋰離子動力電池面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)”,演講圍繞如何解決動力電池安全、如何提升動力電池能量密度和如何降低電池成本三大方面展開。
徐興無在演講中指出,動力電池電安全風(fēng)險主要有材料選擇、電芯設(shè)計和成組技術(shù)與被動安全三個因素。具體來看:
1、材料選擇方面。電池中正極材料的選擇尤為關(guān)鍵,也是引發(fā)動力電池安全隱患的主要原因。
目前動力電池的正極材料選擇主要有三元電池和磷酸鐵鋰兩條技術(shù)路線,就安全性而言,形象的說三元燃燒像火藥,磷酸鐵鋰燃燒像煤。磷酸鐵鋰電芯材料活性較低,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,過充時不釋放氧氣,鐵鋰電池安全性明顯高于三元電池。
盡管三元電池依然是新能源乘用車的裝機(jī)主力,但在補貼退坡的降成本要求之下,當(dāng)前已有大批車型將其部分乘用車車型重新切換至磷酸鐵鋰技術(shù)路線。國軒高科也對磷酸鐵鋰電池在未來新能源乘用車以及專用車領(lǐng)域的應(yīng)用前景充滿信心。
當(dāng)前,國軒高科制定了“做強鐵鋰,做精三元”的發(fā)展策略,進(jìn)一步挖掘磷酸鐵鋰電池的技術(shù)空間,同時提升公司在三元電池領(lǐng)域的技術(shù)水平,實現(xiàn)產(chǎn)品多元化布局。
其中,國軒高科當(dāng)前量產(chǎn)的磷酸鐵鋰的單體比能量達(dá)190wh/kg,系統(tǒng)能量密度140wh/kg,與ncm622體系相當(dāng),未來還可以進(jìn)一步提升。
2、電芯設(shè)計方面。電芯設(shè)計需要注意以下安全事項:1、合理電負(fù)極/正極過量系數(shù);2、確保負(fù)極極片包住正極極片;3、隔膜電選擇;4、電解液的選擇;5、殼體安全裝置設(shè)計。
徐興無表示,隨著材料技術(shù)的不斷進(jìn)步,LFP材料在實際電池中的克容量可發(fā)揮到150mAh/g,與電池技術(shù)進(jìn)步相結(jié)合,LFP電芯的比能量做到190wh/kg,今年有望突破200wh/kg,系統(tǒng)達(dá)160wh/kg。
3、在成組技術(shù)與被動安全方面。電芯不一致會造成個別串的電池過充,導(dǎo)致電動汽車發(fā)生安全事故。
為了保障電池安全,電池包安全設(shè)計應(yīng)該安裝防爆閥和具有滅火功能,打造安全防護(hù)系統(tǒng)。
除了提升電池安全之外,徐興無也在演講中談到了如何提升電池能量密度和降成本。
在提升能量密度方面,主要有提升正極材料能量密度、提升負(fù)極能量密度、提升電池空間利用率和使用輕薄化功能化隔膜等路徑。
而在降低電池成本方面,徐興無認(rèn)為電池企業(yè)應(yīng)該系統(tǒng)思考降成本,包括布局上游原材料、結(jié)構(gòu)件降成本、電芯綜合降本方案、提高電池優(yōu)率及利用率、同平臺多梯次電量方案、PACK優(yōu)化降本、梯次利用等多個方面。
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