中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：動(dòng)力電池的能量密度大幅提升和安全性能突破是個(gè)兩難話(huà)題。
在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域，如何通過(guò)持續(xù)提升動(dòng)力電池的能量密度來(lái)提高單次充電續(xù)航里程，已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界所共同面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)之一。
業(yè)內(nèi)人士指出，動(dòng)力電池正在往高比能量方向發(fā)展，但不能犧牲電池的安全性和循環(huán)壽命。需要達(dá)到上述要求，必然要求企業(yè)通過(guò)材料和制造工藝的不斷升級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而這需要整個(gè)鋰電產(chǎn)業(yè)鏈各細(xì)分企業(yè)的配合。
日前，在2016中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)年會(huì)上，《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線(xiàn)圖》正式對(duì)外發(fā)布。根據(jù)技術(shù)路線(xiàn)，2020年的純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池的能量密度目標(biāo)為350wh/kg，2025年目標(biāo)為400wh/kg，2030年目標(biāo)為500wh/kg。
對(duì)于此次技術(shù)路線(xiàn)圖提出的目標(biāo)，高工產(chǎn)研鋰電研究所(GGII)指出，2020年能量密度可以通過(guò)對(duì)現(xiàn)有材料體系的潛力挖掘?qū)崿F(xiàn)(即高鎳三元+硅碳負(fù)極)，2020年后需要通過(guò)材料和電池體系的升級(jí)來(lái)完成(鋰硫電池+鋰空氣電池)。
目前，包括三星、松下、LG、比亞迪、寧德時(shí)代、國(guó)軒高科、比克等國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池企業(yè)都明確的設(shè)立了中長(zhǎng)期的能量密度目標(biāo)，并提出了較為清晰的實(shí)現(xiàn)路徑。
例如，三星SDI計(jì)劃在2023年將動(dòng)力電池能量密度提升至350wh/kg;比亞迪磷酸鐵鋰電池希望在2020年達(dá)到300wh/kg;寧德時(shí)代計(jì)劃在“十三五”期間實(shí)現(xiàn)高鎳三元/硅碳電池350wh/kg;國(guó)軒高科計(jì)劃在2020年實(shí)現(xiàn)電池能量密度350wh/kg的目標(biāo)等。
相比于各大電池企業(yè)明確提出動(dòng)力電池能量密度提升的目標(biāo)，如何進(jìn)一步提升動(dòng)力電池安全性，突破技術(shù)瓶頸則顯得更為困難和復(fù)雜。
動(dòng)力電池作為新能源汽車(chē)的心臟，其對(duì)于整車(chē)的安全作用不言而喻，要實(shí)現(xiàn)動(dòng)力系統(tǒng)安全，則涉及到材料、電芯、成組結(jié)構(gòu)、電池管理系統(tǒng)、動(dòng)力總成匹配、整車(chē)環(huán)境、運(yùn)營(yíng)管理、充維管理等多個(gè)層面和維度。
“從安全概念講，動(dòng)力電池的安全，是高壓和化學(xué)安全的耦合，這導(dǎo)致高壓的可靠性和化學(xué)安全結(jié)合以后形成比較大的安全隱患，中間包括了化學(xué)安全、高壓安全、機(jī)械安全、功能安全和應(yīng)用安全等多個(gè)層面。”寧德時(shí)代總裁黃世霖認(rèn)為，動(dòng)力電池需要達(dá)到全生命周期安全。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，目前國(guó)內(nèi)包括寧德時(shí)代、比亞迪、國(guó)軒高科、天津力神等一線(xiàn)電池企業(yè)在電池單體的能量密度和安全性方面都已達(dá)到日韓水平，但電池系統(tǒng)的安全性還有待進(jìn)一步驗(yàn)證和提升。尤其在產(chǎn)品均勻一致性、系統(tǒng)集成技術(shù)、生產(chǎn)自動(dòng)化程度方面還需加緊追趕。
圍繞提升動(dòng)力電池安全，目前包括材料、電芯、pack、BMS和整車(chē)等產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的企業(yè)都在不斷進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。
例如，在正極材料方面，國(guó)內(nèi)正極材料企業(yè)正在積極儲(chǔ)備和開(kāi)發(fā)高鎳三元、高電壓等材料;除了改性人造石墨之外，已有不少負(fù)極材料企業(yè)開(kāi)始布局硅碳負(fù)極的開(kāi)發(fā)和商業(yè)化等。主流電池企業(yè)積極在高鎳三元材料電池和固態(tài)電池方面積極布局，電池企業(yè)和PACK企業(yè)在產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化方面達(dá)成共識(shí)等。
