鉅大LARGE | 點擊量：1096次 | 2021年11月16日
三星SDI動力鋰電池研發(fā)及產(chǎn)品策略
三星的第3代動力鋰離子電池能量密度是在550wh/L，相當于210—230wh/kg，已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)。下一代3.5代產(chǎn)品能量密度可以達到630wh/L，預計在2019年量產(chǎn)。
受困于政策鉗制，過去的幾年，日韓電池公司在我國市場一直處于蟄伏狀態(tài)。
隨2020年時間節(jié)點的臨近以及補貼的加速退坡，加上政策層有關外資公司的態(tài)度回暖，日韓電池公司在我國的動作開始增多。
高工鋰電注意到，2017年下半年以來，松下、三星SDI、LG化學等電池公司在國內媒體頻繁亮相，有的加緊擴產(chǎn)我國基地，有的則是背后積極與國內車企接觸，備戰(zhàn)2020年市場。
在今年的電動汽車百人會上，三星SDI、松下也分別做了主題演講，介紹了其在國內領域的產(chǎn)品及市場布局，有業(yè)內人士解讀認為，在百人會這個國家站臺的平臺上發(fā)聲，映射的可能是日韓電池公司打算在我國市場開啟新一輪“圈地運動”。
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三星SDI我國區(qū)副總裁韋巍
在題為“優(yōu)化電池產(chǎn)業(yè)鏈，助力電動汽車普及化”的主題峰會上，三星SDI我國區(qū)副總裁韋巍就介紹了三星在動力鋰離子電池領域的研發(fā)及產(chǎn)品策略。在演講中，他就三星在能量密度提升路徑、電池研發(fā)瓶頸突破、產(chǎn)品規(guī)格尺寸調整、快充電池研發(fā)設計等領域的進展及思路做了詳細闡釋。
基于wh/L標準的能量密度提升路徑
在能量密度提升上，和國內通用的以wh/kg所不同，三星所使用的標準是wh/L。韋巍表示，有關乘用車來講，wh/L其實意義更重要。
目前，三星的第3代動力鋰離子電池能量密度是在550wh/L，相當于210—230wh/kg，已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)。下一代3.5代產(chǎn)品能量密度可以達到630wh/L，預計在2019年量產(chǎn)。
同時，三星還在加大力度研發(fā)第4代電池，能量密度可以達到700wh/L，相當于270—280wh/kg，預計2021~2022年左右量產(chǎn)，此后第5代電池會達到800wh/L相當于300wh/kg，這個產(chǎn)品會在2023年以后量產(chǎn)。
韋巍表示，300wh/kg已經(jīng)是鋰離子電池儲能的能量密度極限，之后就要通過變革電池創(chuàng)新來進一步提升，目前，三星也在做新型電池的基礎研發(fā)，但韋巍坦言，樣品已經(jīng)可以做出來，但距離產(chǎn)業(yè)化量產(chǎn)還比較遠。
“三星的能量密度提高，看起來比其他同行要慢一點，但并不是說能量密度提升方法比別人慢。只不過是三星要把這些東西先在圓柱型電池上先驗證兩三年，然后才會把它用于汽車動力鋰離子電池，在這方面永遠把安全作為最重要的要素考慮。”韋巍強調。
第4代產(chǎn)品研發(fā)瓶頸化解
事實上，在第4代電池研發(fā)制造中，三星在材料匹配、新材料應用、工藝及制造上也遇到一些困難，韋巍介紹了其解決瓶頸的思路。
在材料工藝方面，三星采用NCA材料，因為鋰離子在循環(huán)往復的使用過程中，容易在NCA表面形成一些殘留，會影響它的使用壽命。三星通過在NCA表面做一層金屬的涂布，減少殘留，提高它的使用壽命。
在電解液上，三星將其從液體狀態(tài)改為凝膠態(tài)，使得鋰離子更容易循環(huán)往復。
在負極材料上，三星采用硅碳納米材料。硅材料有膨脹特性，為了進一步提高它的使用壽命，三星采用了納米化的處理，經(jīng)過這種工藝處理之后，同樣重量的材料，存儲的體積要小很多，同時也能夠使它的膨脹在一定程度內解決。
除了材料之外，三星在工藝上也做了很多革新工作。工藝流程、設備制造是三星另外一個核心競爭力，三星的制造設備都是自己做的。整個工藝流程差異性不大，但是有關材料的均勻性、尺寸的一致性，以及更嚴格的管理方面，三星做了很多革新工作。
動力鋰離子電池規(guī)格調整
“今天所用的動力鋰離子電池規(guī)格尺寸型號，只是因在剛剛開始做電動汽車的時候，包括寶馬、大眾等歐洲領先的主機廠不得不利用以前傳統(tǒng)汽車平臺，來把它開發(fā)成電動汽車，目前的電池就是按照當時要求下的產(chǎn)物，但在今后每個主機廠都在大力開發(fā)全電動平臺，因此現(xiàn)有尺寸的標準電池可能會被棄用?！?/p>
韋巍坦言，現(xiàn)在行業(yè)所使用電池尺寸規(guī)格，在SUV這樣的車型上影響不大，但是有關轎車來講，有關內部空間有更大的需求，這就要求產(chǎn)品進行調整，三星的思路是，將會降低電池的高度，同時將產(chǎn)品做的更薄，長度更長，這樣會給整車帶來更大的內部空間。
這一思路也在不久前國CES展期間三星SDI的新產(chǎn)品展示上得到證實。
三星快充動力鋰離子電池技術
在動力鋰離子電池領域，三星一直還在加大快充技術的投入力度。
韋巍介紹，一開始行業(yè)用的都是0.5C慢充，逐步過渡到1.6C的狀態(tài)?，F(xiàn)在車企提出更苛刻的要求，在15分鐘之內充滿80%，做到3.2C，這倒逼電池公司要持續(xù)的進行研發(fā)突破。
在今年的CES展上，三星SDI展示一個名為“石墨烯球（grapheneballs）”的技術，能使電池容量新增45%，充電速度提高5倍，在12分鐘內充滿電。
國際重要科學期刊《NatureCommunications》2017年十一月曾刊載三星SDI在石墨烯球的研究成果。韋巍說，這種石墨烯球技術的電池樣品比較好做，但是真正產(chǎn)業(yè)化還有很長的一段路。
對快充來講，方形電池肯定比軟包電池有優(yōu)越性，重要在于它的方形電池電阻比較小，所以溫升比較容易控制。
Pack系統(tǒng)升級思路
在動力鋰離子電池Pack設計方面的改進上，三星重要重視三個方面，第一就是提高模組支撐，使它能夠更好地利用整個空間。第二是減少零部件的數(shù)量，可以進一步減少成本。第三，可以減少重量。
在動力鋰離子電池Pack減重上，三星正在嘗試的是，把原來用Pack控制的控制系統(tǒng)以及冷卻系統(tǒng)，直接做在模組上，同時，和整車廠合作采用Pack和電動汽車底盤一體化設計，將電池模組像搭積木相同搭上去。
此外，三星的多功能模塊電池組允許用戶調整模塊的數(shù)量以滿足他們要，從而實現(xiàn)續(xù)航里程的多樣化。三星希望通過使用單一的電池組作為整個汽車平臺的基礎來制造不同續(xù)航里程的汽車。
