鉅大LARGE | 點擊量：285次 | 2024年01月09日
鋰離子動力鋰電池的技術(shù)進步和發(fā)展方向
目前新能源汽車的動力鋰電池有多個品種，在一月十六日舉辦的第二屆我國新能源汽車動力鋰電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展高峰論壇上，我國科學院物理研究所研究員黃學杰則重點介紹了磷酸鐵鋰離子電池的技術(shù)發(fā)展情況。
在政策和產(chǎn)業(yè)的雙輪驅(qū)動下，必將會讓我國的汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)生質(zhì)的變化，而且必將影響全球。他表示，從國家產(chǎn)業(yè)政策中的路線圖來看，動力鋰電池是重中之重。通過大力度的補貼、高強度的研發(fā)投入，建立良好的運營環(huán)境，以達到2020年補貼退出后，產(chǎn)業(yè)還能快速發(fā)展。
我國科學院物理研究所研究員主任黃學杰發(fā)表《鋰離子動力鋰電池的技術(shù)進步和發(fā)展方向》
黃學杰介紹說，從國家的目標規(guī)劃來看，重要方向就是電池的能量密度不斷提升，價格要不斷的下降，尤其是要在計劃時間內(nèi)實現(xiàn)價格的大幅下降。
他介紹說，2015年，業(yè)內(nèi)當時擔心新能源汽車產(chǎn)銷達不到50萬臺，基本上算達到了。去年，國內(nèi)新能源汽車銷量也超過70萬臺。他預計，2020年，新能源汽車銷量能超過200萬臺。
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動力鋰電池方面，比能量目標是電池包要大于200Wh/kg，循環(huán)壽命大于2000次，價格低于1元/Wh。關(guān)于這樣的目標要求，業(yè)界出現(xiàn)不少聲音，有的認為這樣是不是磷酸鐵鋰的市場會被擠壓。黃學杰表示，這些只是一些代表性參數(shù)，乘用車和商用車有不同的指標體系。他表示，其中有的是針對乘用車，比如電池包能量密度大于250Wh/kg，而循環(huán)壽命大于2000次又是針對商用車的，只有價格低于1元/Wh是針對所有的電池。關(guān)于電池成本，他表示可能明年下半年就可以達到1元/Wh。
為了提高比能量要從材料上下工夫，正負極是提升比能量的關(guān)鍵，以特斯拉為例，為了更高的能量密度，更長的續(xù)航里程，采取了NCA體系。不過也存在問題，單體電池不能過大，過大就容易存在安全性問題。所以只能做成小圓柱，通過七八千個電池成組，并對每個電池進行電管理，加上冷卻液，來解決安全性問題。
黃學杰在會上介紹，受資源限制，無論是材料公司還是電池公司，要做好三元電池，要將鈷的量減少減少再減少。從這點來看，當前就有兩個方向，一是三元上盡可能地減少鉆，直至最終變成幾乎不含鈷的二元材料，另外就是做好鐵鋰離子電池。
會上，黃學杰重點介紹了磷酸鐵鋰，他表示，磷酸鐵鋰離子電池材料的特點就是安全、低成本、長壽命，電池結(jié)構(gòu)上目前有圓柱形、方形和軟包三種形式，小的18650，現(xiàn)在在發(fā)展21700圓柱電池重要是針對高鎳三元材料沒計的，方形和軟包有卷繞式與疊片式。他建議，假如公司想要快速生產(chǎn)，可以選擇小圓柱；假如想要成本低可選擇卷繞式方形；若是想要比能量高、壽命長就應(yīng)該選擇疊片式。只有疊片式才能讓電池有很好的穩(wěn)定性，并且比能量和能量密度都可以提升。他提到，卷繞后壓扁片的方式也不推薦，是因為假如把疊片做的厚一些，壓的密實一點極片易脆，就無法卷繞壓扁成方形了。
他舉例說，當年湯淺波音787做的飛機電池就是采用高密度極片、還要卷繞之后壓扁裝入方形金屬殼體，結(jié)果裝到飛機上一個個起火。所以當電池的極片密度提升即脆性七新增了以后，假如還采取卷繞壓扁式電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計，短路是必然的，只不過是時間的問題。
不過國內(nèi)一些公司做磷酸鐵鋰卻不一定存在這一困擾，一是電池材料納米化，柔韌性好一些，再就把極片密度做低一些。不過他也提到，這樣做的電池在壽命上還是沒法和疊片式的比，在比能量方面也偏低。他表示，最新流出的國補方法要鼓勵更高比能量電池，這會大大刺激公司選用疊片式。
從2006年開始生產(chǎn)磷酸鐵鋰，通過研究電池技術(shù)，逐步提升電池能量密度，提升循環(huán)壽命、提高安全性，經(jīng)過大量的權(quán)威測試后，再向市場導入，應(yīng)用于乘用車、公交車、物流車等車型上。數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)過近七年的運行，循環(huán)2O00多次這些車輛的電池容量還能保持在80%以上。從這點來看，并非月亮就是國外的圓，國內(nèi)動力鋰電池產(chǎn)品同樣能很好地服務(wù)新能源汽車行業(yè)。
而除了電池材料、電池結(jié)構(gòu)要進行改進，還要提升制造技術(shù)。他表示我們不能總依賴買國外自動生產(chǎn)線過日子，要建造基于國產(chǎn)設(shè)備的自動化產(chǎn)線，中科院在這方面已成功地走出來了。
另外，合金負極材料正在發(fā)展，該材料的應(yīng)用，電池的比容量又上來如，以后的鐵鋰離子電池將用上合金負極。他表示，不久鐵鋰離子電池的比能量能超過200Wh/kg，電池包可到170Wh/kg。所以就三元來講，鈷價在漲，做成電池安全和壽命均不如鐵鋰，假如用三元材料的電池包比能量做不到200Wh/kg，與磷酸鐵鋰相比，還能有什么優(yōu)勢呢?
無論是鐵鋰還是三元，電池公司做產(chǎn)品應(yīng)有三個目標。一是適應(yīng)國家新能源產(chǎn)行業(yè)需求和產(chǎn)業(yè)政策；第二是技術(shù)指標要先進；第三，要有高性價比，具有國際市場的競爭力。
一月十六日，2018首屆我國(成都)新能源汽車高峰論壇在成都盛大開幕，參會嘉賓近千人，場面十分壯觀。本屆高峰論壇歷時2天半，由2018首屆我國（成都）新能源汽車高峰論壇、第四屆我國新能源汽車總工技術(shù)峰會、第二屆我國新能源汽車動力鋰電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展高峰論壇、第四屆我國新能源汽車運營商與車企對接采購交流會、首屆我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)金融峰會五大主題論壇構(gòu)成，下設(shè)7大分論壇，近70場主題演講，4場互動沙龍。會議同期還將舉辦第二屆我國新能源汽車行業(yè)年度獎項評選頒獎盛典、我國新能源汽車零部件和暢銷車型展覽會、電動汽車資源網(wǎng)(新能源物流車)運營總裁班成立暨第一期學習分享會。
