中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2020年愈發(fā)呈現(xiàn)百花齊放態(tài)勢(shì)的動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)，在2021年開年依舊熱鬧非凡。1月8日，在國(guó)軒高科第十屆科技大會(huì)上，該公司重磅發(fā)布磷酸鐵鋰電池新品，單體電池能量密度可達(dá)210Wh/kg。這也是大眾中國(guó)入股后，國(guó)軒高科第一次高調(diào)亮相。
“該款產(chǎn)品的單體能量密度，刷新了去年國(guó)軒高科自己創(chuàng)造的200Wh/kg紀(jì)錄，目前已超過(guò)三元常規(guī)523電池的水平，接近三元622電池的能量密度。而且它更加安全，市場(chǎng)應(yīng)用前景更為可觀。”國(guó)軒高科工程研究總院常務(wù)副院長(zhǎng)徐興無(wú)說(shuō)道。
■突破能量密度“天花板”
行業(yè)似乎已形成共識(shí)，磷酸鐵鋰電池存在能量密度的“天花板”。國(guó)軒高科力圖用數(shù)據(jù)扭轉(zhuǎn)這種觀點(diǎn)。徐興無(wú)表示，2009年，磷酸鐵鋰電芯的單體能量密度只有95Wh/kg；在國(guó)軒高科的努力下，2015年公司突破了140Wh/kg的“天花板”，2019年其磷酸鐵鋰電芯單體能量密度達(dá)到190Wh/kg并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，2020年初這個(gè)數(shù)字又提升至200Wh/kg，去年末達(dá)到210Wh/kg，明年的目標(biāo)是230Wh/kg?！爸灰谡_的道路繼續(xù)走下去，持續(xù)探索，磷酸鐵鋰電池的能量密度仍將被不斷突破?！彼J(rèn)為。
在新能源汽車行業(yè)從政策驅(qū)動(dòng)向市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)發(fā)展的進(jìn)程中，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)也回歸理性，磷酸鐵鋰電池憑借自身優(yōu)勢(shì)再次來(lái)到聚光燈下。據(jù)介紹，國(guó)軒高科此次全新發(fā)布的國(guó)軒高科磷酸鐵鋰210Wh/kg單體電池產(chǎn)品采用軟包電芯，0.33C電芯容量為55Ah，電壓平臺(tái)為3.2V，電芯重量830g，計(jì)算電池能量密度212Wh/kg。
國(guó)軒高科是如何打破能量密度“天花板”的？徐興無(wú)講了三點(diǎn)主要原因。第一，材料技術(shù)的創(chuàng)新，國(guó)軒高科使用了自主研發(fā)的高性能正極材料。據(jù)介紹，磷酸鐵鋰電池正極材料的理論克容量是170mAh/g，而2009年在全電池中實(shí)際只有不到120mAh/g，現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)普遍也只有140mAh/g多。國(guó)軒高科通過(guò)多種技術(shù)手段，使正極材料克容量達(dá)到150mAh/g，壓實(shí)密度達(dá)到2.4g/cc。
第二，在磷酸鐵鋰化學(xué)體系中首次成功應(yīng)用了硅負(fù)極材料。碳負(fù)極材料的鋰離子插入層狀結(jié)構(gòu)中，形成Li15Si4鋰硅合金，因此有高出近10倍的理論克容量。
第三，先進(jìn)的預(yù)鋰化技術(shù)落地。無(wú)論提升正負(fù)極材料的可逆容量，還是使用硅負(fù)極材料，都離不開預(yù)鋰化技術(shù)的應(yīng)用。據(jù)悉，雖歷經(jīng)多年，但預(yù)鋰化技術(shù)的開發(fā)難度依舊非常大。鋰是最活潑的金屬之一，空氣中的微量水分都可能引發(fā)鋰金屬的燃燒甚至爆炸，業(yè)內(nèi)對(duì)于預(yù)鋰化技術(shù)始終停留在實(shí)驗(yàn)室階段。國(guó)軒高科自研的預(yù)鋰化技術(shù)，使其能夠真正進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用，可謂一項(xiàng)巨大突破。
有業(yè)內(nèi)人士向記者表示，在磷酸鐵鋰技術(shù)路線中，單體電池能量密度達(dá)到210Wh/kg確實(shí)很高，不過(guò)新電池的具體表現(xiàn)還要看裝車試驗(yàn)結(jié)果。
■推出JTM提高電芯適配性
隨著新能源汽車補(bǔ)貼退坡的推進(jìn)，動(dòng)力電池成本問(wèn)題成了關(guān)乎行業(yè)生死存亡的大問(wèn)題。整車企業(yè)不同車型采用的電池箱各式各樣，尺寸存在差異，電芯的適應(yīng)性低則是行業(yè)發(fā)展的另一掣肘。
面對(duì)行業(yè)發(fā)展的“痛點(diǎn)”，2020年以來(lái)，不少新電池技術(shù)得以涌現(xiàn)，比如PACK技術(shù)、CTP技術(shù)、刀片電池技術(shù)等。國(guó)軒高科另辟蹊徑，推出了JTM電池。JTM系Jellyroll To Module的首字母，即從卷芯到模組。
記者了解到，JTM最顯著的特色，就是從卷芯直接到模組的一體化制造技術(shù)。JTM產(chǎn)品采用特殊材料和工藝制作的塑殼，以及更加高效集成的成組技術(shù)，使它以簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)的合成理念，真正實(shí)現(xiàn)了從原材料直接制備模組或電池包的最終目標(biāo)。
“具有100多年歷史的鉛酸電池發(fā)展到今天，遇到了革命性的替代產(chǎn)品，那就是JTM。”徐興無(wú)指出，與傳統(tǒng)電池制造工藝相比，JTM技術(shù)具有電池材料大幅精簡(jiǎn)、制造過(guò)程簡(jiǎn)化、電池性能大幅提高、綜合成本顯著降低、電池包絡(luò)適應(yīng)性增加等特點(diǎn)。其中，最大的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在“變形金剛式的柔性模組”的高度適配性上。這意味著可以比較容易地設(shè)計(jì)制造成各種尺寸的模組，以適應(yīng)千變?nèi)f化的電池包絡(luò)，即可實(shí)現(xiàn)在一條產(chǎn)線上生產(chǎn)廣泛適應(yīng)的電池產(chǎn)品。
據(jù)介紹，國(guó)軒高科JTM首款電池為20Ah/12.8V，同樣電量尺寸只有鉛酸電池的一半，重量只有1.75kg，循環(huán)壽命3000周以上，而鉛酸電池的重量約7kg，循環(huán)壽命不到600周。更重要的是，它的成本已接近鉛酸電池的成本。
■鐵鋰回歸是“補(bǔ)課”現(xiàn)象
新能源汽車行業(yè)獨(dú)立研究員曹廣平對(duì)記者表示，目前磷酸鐵鋰電池的回歸是補(bǔ)貼退坡后新能源汽車行業(yè)的“補(bǔ)課”現(xiàn)象。相較三元電池，磷酸鐵鋰電池具有能量密度稍差，但成本低、更安全的特點(diǎn)。隨著新能源汽車補(bǔ)貼退坡，電動(dòng)汽車產(chǎn)品的成本壓力會(huì)增大，固態(tài)類電池短時(shí)間還無(wú)法量產(chǎn)，磷酸鐵鋰電池的回歸有其必然性。另外，車企在電動(dòng)汽車起火自燃事故中承受著巨大壓力，也賦予磷酸鐵鋰電池更大發(fā)展空間。
當(dāng)前，國(guó)內(nèi)新能源汽車市場(chǎng)呈現(xiàn)兩極分化，一方面高端車型暢銷，另一方面部分產(chǎn)品下沉至三、四級(jí)市場(chǎng)。鄉(xiāng)鎮(zhèn)市場(chǎng)對(duì)車輛續(xù)駛里程的要求相對(duì)不高，同時(shí)對(duì)成本十分敏感，這也是五菱宏光MINI EV市場(chǎng)走熱的原因。國(guó)軒高科等動(dòng)力電池企業(yè)在磷酸鐵鋰領(lǐng)域發(fā)力，正是基于對(duì)行業(yè)發(fā)展走勢(shì)的判斷。
資料顯示，比亞迪、北汽、長(zhǎng)城、奇瑞、上汽、長(zhǎng)安、東風(fēng)、江淮、特斯拉、小鵬、哪吒等國(guó)內(nèi)外車企都已推出配裝磷酸鐵鋰電池的乘用車。受特斯拉Model 3、五菱宏光MINI EV、比亞迪漢EV等多款現(xiàn)象級(jí)車型銷量大幅增長(zhǎng)帶動(dòng)，磷酸鐵鋰電池2020年在乘用車領(lǐng)域的裝機(jī)量占比也得到了提升。
曹廣平認(rèn)為：“大眾入股國(guó)軒高科后，將改變其用戶指向，原來(lái)基本是面向國(guó)內(nèi)車企，今后將擴(kuò)展至配套合資車企，尤其以大眾車型為主。國(guó)軒高科成為大眾的供應(yīng)商，將根據(jù)后者的產(chǎn)品策略和供貨要求發(fā)展?！?
國(guó)軒高科工程研究總院院長(zhǎng)蔡毅介紹稱，公司與大眾建立了聯(lián)合項(xiàng)目組團(tuán)隊(duì)，大眾已經(jīng)在模組設(shè)計(jì)、制造工藝、質(zhì)量、測(cè)試等職能部門派駐專家進(jìn)入，大眾國(guó)軒聯(lián)合項(xiàng)目組團(tuán)隊(duì)總?cè)藬?shù)目前超過(guò)70人。雙方合作開發(fā)的MEB項(xiàng)目兼顧三元和鐵鋰兩種化學(xué)體系的標(biāo)準(zhǔn)MEB模組設(shè)計(jì)，目標(biāo)是預(yù)計(jì)2023年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)供貨。
在伊維經(jīng)濟(jì)研究院研究部總經(jīng)理吳輝看來(lái)，大眾潛在的動(dòng)力電池供應(yīng)商基本囊括了國(guó)際上幾大龍頭企業(yè)，可選擇的余地較大。雖然背后有大眾汽車，但國(guó)軒高科要想在未來(lái)的動(dòng)力電池市場(chǎng)中保有一席之地，還得靠自己做好研發(fā)和產(chǎn)品。
