中國粉體網(wǎng)訊 眾所周知,,提升產(chǎn)品能量密度是動力電池企業(yè)贏得新能源汽車市場的一把“利劍”。為此,,當前全球知名動力電池企業(yè)都在大力投入研發(fā),,通過改進正負極材料、隔膜,、電解液等原材料體系及優(yōu)化PACK結構等,,希望盡可能快地提升電芯及電池系統(tǒng)能量密度。
事實上,,憑借深厚的技術沉淀及強大的研發(fā)實力,,一些全球知名動力電池企業(yè)在提升能量密度方面已取得了不錯成績,代表著動力電池技術發(fā)展的最高水平,,同時推動著整個行業(yè)技術水平的進步,。
2017年以來,媒體陸續(xù)公布了特斯拉,、LG化學,、三星SDI、寧德時代,、國軒高科、天津力神,、桑頓新能源等國內(nèi)外知名動力電池企業(yè)在高能量密度電池技術方面的新進展,、新成果、相關研究項目及未來規(guī)劃,。這讓一場不見硝煙的動力電池能量密度“競技賽”愈演愈烈,。
特斯拉/LG化學/三星SDI
近日特斯拉獲得了金屬空氣電池充電技術的新專利,。據(jù)了解,特斯拉首次于2010年申請金屬空氣電池方面的專利;在2013年,,當特斯拉開始獲得該技術的部分專利時,,特斯拉進行了充電技術的部分修正;在兩周前,特斯拉最終獲得了金屬空氣電池充電技術的專利,。
與鋰離子電池一樣,,金屬空氣電池使用了金屬材料作為正極,但使用環(huán)境中吸取的氧氣作為負極,。這樣的話,,電池的重量更輕,使得電池能夠獲得更大的能量密度,。而放到電動汽車上,,這意味著更遠的續(xù)航里程。
值得注意的是,,雖然特斯拉獲得了金屬空氣電池的新專利,,但這不意味著特斯拉可以馬上將該技術應用于批量生產(chǎn)的車型之中。在金屬空氣電池真正應用于電動汽車之前,,這種電池技術還急需解決幾個問題,,尤其是生命周期以及成本方面的問題。
不過,,對于金屬空氣電池技術的未來,,外界還沒有達成一致�,?赡茉摷夹g會獲得突破性進展,,而專利將會發(fā)揮巨大裨益;但也有可能鋰離子電池的能量密度也將大幅增加,進而淘汰金屬空氣電池,。
1月底,,我們宣布開發(fā)的“下一代”電池產(chǎn)品,能夠為電動車提供600公里的續(xù)航里程,,而且新電池擁有的“快速充電”能力,,充電20分鐘便可充滿80%的電量。
除了宣布上述電池產(chǎn)品外,,三星SDI公司還在北美地區(qū)2017國際汽車展(NAIAS)上確認,,已經(jīng)成功開發(fā)出改進后的21700圓柱形電池。這種外形像子彈殼的電池及其電池模塊,,在能量密度,、功率輸出和性能表現(xiàn)方面取得了很大進步。“這種電池將會在2021年時進入規(guī)�,;a(chǎn)階段,。”三星承諾道,。
相比較而言,,特斯拉公司的2170系列電池已經(jīng)進入規(guī)模化生產(chǎn)階段,,預期能夠讓電動車續(xù)航里程和充電時間達到類似的參數(shù),,而三星似乎依然處于追趕階段中。
LG化學的軟包電芯應用于2016年上市的Chevrolet Bolt EV,,成為通用在電氣化時代具有決定性意義的產(chǎn)品,。其承載60度電可達238英里的電池包技術令人贊嘆。
Bolt電池包的額定電壓350V,,總電量為60kwh,,總重量為435kg,285L,,比能為138wh/kg;電池包的最大輸出功率為150kw,。Bolt的電池包總共有288個電芯組成,成組方式3P96S,。電池包的質保為8年/10萬公里,,電池的衰減官方給出的范圍為10~40%(8年)。不過,,40%一般極少發(fā)生,,GM的熱管理做得很好。
寧德時代/國軒高科/天津力神/桑頓新能源
寧德時代:1月消息,,寧德時代“新一代鋰離子動力電池產(chǎn)業(yè)化技術開發(fā)”項目在寧德啟動,。該項目由省科技廳重點推動,寧德時代與中科院物理研究所等單位聯(lián)合申報,,研發(fā)以高鎳三元材料為正極,、硅碳復合物為負極的鋰離子動力電池,可將鋰離子動力電池的比能量從目前的150-180Wh/kg大幅提高至300Wh/kg以上,,成本也將顯著降低,。
我們了解到,該項目將在2020年產(chǎn)業(yè)化應用,,屆時開發(fā)的高比能動力電池,,將把電動車續(xù)航里程提升一倍,達到450-500公里,。該項目的實施將有效提升動力蓄電池產(chǎn)業(yè)國際競爭力,,對中國在新能源汽車純電驅動技術領域實現(xiàn)彎道超車,,大力提升電動汽車產(chǎn)業(yè)技術水平具有顯著推動作用,。
國軒高科:1月,,在接受特定對象調研后,國軒高科透露,,公司正加快產(chǎn)品技術升級,,磷酸鐵鋰單體電芯電池能量密度將能達到150-160wh/kg,滿足成組后電池系統(tǒng)大于115wh/kg的技術標準;公司新一代三元正極材料產(chǎn)線已開工建設,,預計2017年度投產(chǎn),,屆時公司將完成高比能量三元正極材料的自給。公司三元電池能量密度將進一步提升10%達到195-200wh/kg,。
國軒高科還表示,,根據(jù)公司入圍科技部2016年第一批國家重點研發(fā)計劃項目,公司將緊抓新能源汽車新一輪技術變革機遇,,超前部署研發(fā)下一代技術,。到2020年,實現(xiàn)下一代高比能動力電池量產(chǎn),,單體電芯能量密度大于300Wh/kg,,循環(huán)壽命超過1500次,并在快充,、倍率性,、一致性等多項性能指標上實現(xiàn)技術突破。
2016年以來,,為滿足歐美高端整車技術要求以及國內(nèi)整車量產(chǎn)配套需求,,公司通過對新的材料新工藝的研究,不斷優(yōu)化電池尺寸設計和配方設計,,引入石墨烯等新型導電劑,,將電池容量提升了20%。
在快充電池技術方面,,相繼完成系列滿足3C,、5C、10C連續(xù)充電的快充,、高容量動力電池產(chǎn)品,。目前,公司磷酸鐵鋰電池能量密度達到150Wh/kg,,三元體系電池達到180wh/kg,為公司2017年全面高質實現(xiàn)產(chǎn)能提升打下了扎實基礎,。
天津力神還表示,在“十三五”期間,,公司面向國內(nèi)外重點大客戶,,通過對正極材料,、負極材料的創(chuàng)新應用持續(xù)提升電池容量、能量密度,。2017年將開發(fā)出符合VDA標準,、比能量200Wh/kg以上產(chǎn)品,到2018年進一步將動力電池能量密度提升到300Wh/kg,,2020年開發(fā)出350Wh/kg動力電池產(chǎn)品,,技術水平處于國際一流水平。